چکیدهکامپوزیت پلیمری تقوی تشده با الیاف به دلیل خواص مکانیکی ویژه و قابلیت طراحی خوب، به طور گسترده در صنایع مختلف مانن دهوانوردی، فضانوردی، حمل و نقل، کشتیسازی، پزشکی، ورزشی و تاسیسات نظامی استفاده میشود. در این رساله، ساختارهای جدیدیاز این منسوجات مورد هدف هستند تا به عنوان جایگزینی مناسب برای کامپوزیتهای صفحهای متداول معرفی گردند. لیه لیه شدگیساختاری و پدیده تورق مهمترین ضعف عملکردی در کامپوزیتها محسوب میشود. تنشهای خارج از صفحه نقش مهمی در ایجادآسیب دارند. در منسوج سه بعدی الیاف در سه جهت X ، Y و Z قرار دارند؛ بنابراین انتظار میرود که کامپوزیت تقویتشده با منسوجسه بعدی، مقاومت بالیی در برابر تنشهای مکانیکی به ویژه تنشهای چند جهته داشته باشند. از این رو، ساختارهای مختلفی از منسوجسه بعدی طراحی و تولید شدند. در فرایند ساخت کامپوزیت از منسوجات تولید شده، با استفاده از رزین اپوکسی و بهرهگیری از اصولقالبگیری تزریق رزین تحت شرایط خلاء انجام شد. ساختمان منسوج تقویتکننده ) چندلیه تاری-پودی، چندلیه تاری-پودی دوختهشده و بدون بافت سه بعدی متعامد یا نوبینگ (، تراکم نخ تار ) 6 و 8 تار در سانتیمتر (، تعداد لیههای منسوج ) 5 و 10 (و شکل سطحمقطع سازه کامپوزیتی ) مسطح و منحنی(، از متغیرهای مورد بررسی در عملکرد کامپوزیت هستند. برای بررسی و مقایسه میزان جذبانرژی ضربه با سرعت بال، از تفنگ گازی برای شلیک پرتابه کروی استفاده شد و برای کاهش عوامل متعدد تاثیرگذار بر خواص بالستیکسازه، سرعت ضربه برای همه نمونهها، ثابت و 235 متر بر ثانیه است. سپس، برای بررسی خواص و عملکرد مکانیکی این سازهها، آزمونخمش و برش بین لیهای طبق استانداردهای موجود و در شرایط استاتیکی و شبه استاتیکی اعمال شد و نتایج به صورت نمودارهاینیرو- جابجایی برای هر سازه به دست آمد. نتایج نشان میدهد که میزان اثرگذاری حضور نخ تقویت کننده در راستای ضخامت سازه برعملکرد مکانیکی آنها بیشتر از اثرگذاری نوع هندسه سازه تقویت شده با منسوج سه بعدی است. در شرایط بارگذاری خمشی، سازههایتقویت شده با منسوج نوبینگ بیشترین مقاومت را از خود نشان دادند، سازههای نوبینگ و چندلیه دوخته شده مقاومت بهتری در برابرنیروهای برش بین لیهای داشتند. بر اساس نتایج استفاده از تراکم بیشتر نخهای طولی، رفتار خوبی را به لحاظ بیشترین نیروی قابلتحمل در سازه نهایی نتیجه میدهد؛ همینطور افزایش تعداد لیههای منسوج نیز، علاوه بر تحمل بیشتر نیروی وارد بر سازه مرکب،جذب انرژی را نیز، بهبود میبخشد. آزمون ضربه بالستیک برای کامپوزیتهای با شکل منحنی و مسطح با ضخامت و ساختار مختلفانجام شد. مقایسه میزان جذب انرژی ضربه در سازههای مختلف نشان داد که با افزایش ضخامت سازهها میزان جذب انر ژی بیشتر شدهاست. در سازههای منحنی نیز، بدلیل زاویه تماس پرتابه با سطح اتلاف انرژی بیشتری اتفاق میافتد و سرعت باقیمانده پرتابه کمتر است.در سازههای مرکب تقویت شده با منسوج سه بعدی سرعت باقیمانده کمتری نسبت به سازه چندلیه مشاهده میشود که میتوان حضورالیاف در راستای ضخامت و پیشگیری از آسیب لیهلیه شدن را عاملی موثر برای افزایش حد بالستیک و جذب انرژی دانست. برایبدست آوردن حجم آسیب از تصاویر سیتی اسکن از نرم افزار Image J استفاده شد. مقاومت نخهای تقویتکننده در راستای ضخامتدر منسوج نوبینگ با شکل منحنی، موجب انحراف مسیر پرتابه شده است. بطور کلی، هرچه انسجام ساختاری سازه بیشتر باشد و توزیعنیرو و تنش ضربه یکنواختتر انجام شود، سازه مقاومت بیشتری در برابر ضربه و آسیب نشان میدهد. ارائه مدل اجزای محدود ازسازههای مورد نظر با هدف پیش بینی رفتار و عملکرد آنها در شرایط بارگذاری ضربه با سرعت بال، نقطه عطفی برای این رساله به شمارمیرود. مراحل مدلسازی، با ارائه یک مدل از سلول واحد ساختاری آغاز و در نهایت به ارائه طرحی از سازه مبتنی بر اجزای محدود درمحیط نرم افزار آباکوس منتهی شد. با توجه به اینکه سازهها در آزمون تجربی ضربه، دچار پدیده نفوذ، آسیب و شکست شدند، لذا واردکردن مقادیری از معیارهای شکست مناسب برای بیان حالت دقیقتری از رفتار شکست سازهها از معیار شکست هاشین استفاده شدهاست. این پژوهش، شامل دو مرحله مدلسازی مزو و ماکرو است. استفاده از روش چند مقیاسی سبب میشود علاوه بر افزایش دقت درپیشبینی خواص مکانیکی کامپوزیت، حجم محاسبات نیز کاهش یابد میزان جذب انرژی و سرعت باقیمانده پرتابه در برخی موارد تطابقخوب و در برخی موارد تطابق نسبی با نتایج تجربی نشان دادند. همینطور محدوده آسیب و نواحی بحرانی شکست کامپوزیتها نیز درروشهای فوق همخوانی نسبی دارند .کلمات کلیدی: ضربه بالستیک، روش اجزای محدود، کامپوزیت پلیمری تقویتشده با منسوج، خواص خمشی، برش بین لیها ی