امروزه جستجوی متخصصان برای جایگزین کردن مواد بهتر و جدیدتر با ظهور و پیدایش سازههایمرکب تقویت شده با منسوجات سه بعدی در مرحله ی جدید و ویژه ای قرارگرفته است. در صنعت ساخت مواد مرکب، استفاده از منسوجات حلقوی به ویژه حلقوی-پودی؛ علیرغم قابلیتهای منحصربهفردی نظیر انعطافپذیری بالا در طراحی و امکان تولید ساختارهای سهبعدی یکپارچه با هندسههای پیچیده، به دلیل داشتن قابلیت کشسانی بالا در برابر نیروهای اعمالی، متحمل تغییرشکلهایعمدهای خواهندشد. شاید این ویژگی در وهلهی اول، عاملی منفی درخصوص عملکردهای کاربردی مکانیکی در ساختارهای مرکب سهبعدی حاصل از آنها به-نظربرسد اما از نقطهنظر مقاومت در برابر نیروهای ضربهای، میتواند امری بسیار مطلوب باشد. چرا که در این نوع بارگذاری، این وبژگی ساختاری باعث افزایش سطح آسیب و به دنبال آن، کاهش عمق نفوذ شکست در این سازهها میگردد. پارچه های سه بعدی حلقوی-پودی، سازه هایی کاملا یکپارچه هستند که از آرایش یافتگی چند محورهی درون صفحهای و خارج از صفحهای برخوردارند. درنتیجه، سازههای مرکب تولید شده از این ساختارها، در کنار سبک بودن، ازلحاظ عدم جدایش هسته از پوسته و خواص مکانیکی نظیر مقاومت در برابر ضربه، عملکرد بسیار مؤثرتری خواهند داشت. براین اساس، رسالهی حاضر با هدف تولید منسوجات حلقوی-پودی سهبعدی چندسلولی جهت دستیابی به ساختارهایی مشابه با شکل محصول نهایی و مدلسازی رفتارمکانیکی سازهی مرکب حاصل از آنها، تعریفشدهاست. این ساختارهایحلقوی نوظهور، نوع جدیدی از منسوجات سه بعدی هرمیشکل با هندسههای مختلف مکعبی، مثلثی و الماسی در جهت ضخامت و هسته هستند که سازههای مرکب حاصل از آنها به صورت تجربی تحت بارگذاریهای فشاراستاتیکی و ضربه باسرعت کم قرار گرفتند و با سازههای مرکب تقویتشده با منسوجات حلقوی-پودی فاصلهدار مقایسهشدند تا رفتار مکانیکی آنها ارزیابی گردد و نتایج بهدست آمده در نهایت برای شبیهسازی مدل اجزاء محدود به-کاررود. آزمونهای تجربی بر مبنای بررسی اثرات ناشی از بارگذاریهای فشاری و ضربه باسرعت کم با درنظرگرفتن بررسی عوامل ساختاری مانند اثر نوع هندسه، کسر حجمی الیاف و ارتفاع سازهها انجام شدند. مقایسهی نتایج تجربی نشان داد که سازههای مرکب هرمیشکل نسبت به سازههای مرکب فاصلهدار یک افزایش چشمگیر 50/47 درصدی در کسرحجمیالیاف دارند و 28/66 درصد بیشینهی نیروی فشاری، 25/52 درصد بیشینهی نیروی ضربهای، 57/90 درصد جذب انرژی فشاری و 14 درصد جذب انرژی ضربهای را بهبود مییخشند. در نهایت، پیشبینی رفتار مکانیکی سازهها با کمک روش اجزاء محدود چندمقیاسی در قالب یک نرم-افزارطراحیشده شامل بکارگیری تحلیل اجزاءمحدود در مقیاس میکروساختار، مزوساختار و ماکروساختار با کمک برنامهنویسی به زبان پایتون شامل مراحل همگنسازی، محلیسازی و پیشبینی شروع آسیب با کمک تعیین دادههای معیارشکست هاشین در سازه-های مرکب، صورت گرفت. همچنین امکان پیش بینی استحکام سازههایمرکب و شناسایی مناطق بحرانی در مقیاس مزوساختار نمونه نیز با استفاده از این نرمافزار فراهم گردید. نرمافزار طراحیشدهی مبتنی بر روش اجزاءمحدود توانست دادههای استحکام فشاری و کششی برای معیارشکست هاشین را با خطای کمتر از 10 درصد، دادههای نیروی فشاری برای سازههای مرکب فاصلهدار و هرمی-شکل را بهترتیب با خطاهای کمتر از 5 و 20 درصد و دادههای نیروی تماس ضربهای برای سازههای مرکب فاصلهدار و هرمیشکل را بهترتیب با خطاهای کمتر از 4 و 8 درصد پیشبینی نماید.
واژگانکلیدی: منسوجات حلقوی-پودی سهبعدی چندسلولی، سازههای مرکب سهبعدی، شبیهسازی چندمقیاسی، شبیهسازی اجزاء محدود، نرم افزار اختصاصی (پلاگین)، استحکام فشاری و ضربه با سرعت کم.