جناب آقای مهندس احمدرضا صرافی دانشجوی دکتری دانشکده مهندسی مکانیک دانشگاه علم و صنعت، از رساله خود با عنوان « مدل‌سازی و بهینه‌سازی سیستم‌های تجدید‌پذیر هیبریدی خورشیدی و بادی » به راهنمایی آقای دکتر بازدیدی طهرانی و آقای دکتر صنایع، در روز شنبه 29 آبان 1400ساعت 15:30 به صورت مجازی دفاع خواهد نمود.
چکيده رساله:
پدیده خستگی‌استاتیکی درکامپوزیت‌ها به صورت یک بارگذاری خستگی با نسبت‌تنش 1=R فرض شده و معادل با پدیده خزش و وابسته به زمان می‌باشد. در بارگذاری‌های چرخه‌ای با میانگین تنش غیرصفر، اثرات خستگی‌استاتیکی در پاسخ چندلایه کامپوزیتی اثر می‌گذارد.
هدف این رساله پیش‌بینی عمر خستگی چندلایه‌های متعامد کربن اپوکسی با درنظرگرفتن اثرات خستگی‌استاتیکی تحت بار چرخه‌ای کشش-کشش دامنه ثابت می‌باشد. از این رو بر مبنای نتایج تحقیقات موجود در منابع و همچنین مشاهدات تجربی پژوهشگر یک مدل آسیب پیش‌رونده خستگی با درنظرگرفتن اثرات خستگی‌استاتیکی پیشنهاد شده است. به‌این‌منظور مدل آسیب پیش‌رونده خستگی بر پایه مدل افت تدریجی استحکام لایه‌های صفر درجه به عنوان لایه‌های بحرانی، مدل تنش-کرنش هم‌زمان با افت تدریجی سفتی لایه‌های 90 درجه به عنوان لایه‌های زیربحرانی و همچنین مدل پیش‌بینی عمر وابسته به چرخه و وابسته به زمان برای کامپوزیت تک جهته توسعه داده شده است.
با انجام آزمایش‌های شتاب‌یافته خزشی تاثیر بارگذاری استاتیکی بر افت تدریجی استحکام الیاف لایه تک‌جهته مورد مطالعه قرار گرفت و یک مدل پدیده‌شناختی برای پیش‌بینی استحکام باقیمانده خستگی‌استاتیکی (1=R) برحسب مدت زمان بارگذاری برای سطح تنش دلخواه توسعه داده شد. می‌توان افت استحکام خستگی‌چرخه‌ای با نسبت‌تنش‌های دلخواه و افت تدریجی استحکام خستگی‌استاتیکی را به‌وسیله این مدل پیش‌بینی کرد. برای پیش‌بینی عمر در وضعیت تنش دلخواه، یک مدل عمر تجربی به‌صورت تابعی خطی برحسب نسبت‌تنش (R) با استفاده از منحنی‌های تجربی عمر خستگی‌چرخه‌ای (1/0=R) و عمر خستگی‌استاتیکی (1=R) در مقیاس زمان پیشنهاد شد.
یک مدل تنش-کرنش هم‌زمان برای پیش‌بینی تأثیر رفتار وابسته به زمان و وابسته به چرخه بر محاسبه توزیع تنش در هر چرخه بارگذاری خستگی توسعه داده شد. در این مدل خستگی‌چرخه‌ای به دلیل رشد آسیب‌ها منجر به کاهش شیب ابتدای نمودار تنش-کرنش شده و تاثیر خستگی‌استاتیکی به شکل غیرخطی‌شدن منحنی تنش-کرنش ظهور میکند.
مدل آسیب پیش‌رونده خستگی با درنظرگرفتن اثرات خستگی‌استاتیکی به‌صورت یک زیرروال ماده در نرم‌افزار اجزامحدود آباکوس یکپارچه شده و امکان تحلیل خستگی اجزامحدود برای سازه‌های پیچیده را نیز فراهم میکند. پس از صحت‌سنجی عملکرد اجزا مدل، مدل اجزامحدود توسعه داده شده بر پایه مدل آسیب پیش‌رونده خستگی برای پیش‌بینی عمر چندلایه‌های متعامد [0/903]s کربن اپوکسی T300/L20 در دو نسبت‌تنش 1/0 و 25/0 استفاده شد. مقایسه منحنی تجربی تنش-عمر خستگی چندلایه متعامد [0/903]s کربن اپوکسی T300/L20 در دو نسبت‌تنش مختلف با نتایج پیش‌بینی شده به‌وسیله مدل اجزامحدود دقت پیش‌بینی 88 و 82 درصدی به ترتیب برای دو نسبت تنش 1/0 و25/0 به‌دست می‌آید که نشان‌دهنده کارآمد بودن مدل توسعه‌داده‌شده برای پیش‌بینی عمر خستگی با در نظر گرفتن اثرات خستگی‌استاتیکی می‌باشد.
واژه‌هاي كليدي: آسیب پیش‌رونده خستگی، خستگی‌استاتیکی، استحکام باقیمانده، سفتی باقیمانده، کامپوزیت کربن اپوکسی، اجزامحدود.