First, numerical simulation of composite plate subjected to a rigid projectile impact is conducted using commercial finite element software, LS-DYNA and validated with previous investigations.

یشهوژپ یملع همانهام

یسدنهم کیناکم

سردم

mme.modares.ac.ir

عاجرا یارب دییامن هدافتسا لیذ ترابع زا هلاقم نیا هب Please cite this article using: :

گرگت هبرض ریثات تحت یتیزوپماک هحفص تسکش یاهدوم یددع لیلحت

یتلود هفوکش ییاضر لیلج ،

1

2

دنژپ یتعیرش دومحم ،

* 2

-1 ارتکد یوجشناد کیناکم یسدنهم ،

دهشم ،دهشم یسودرف هاگشناد ،

-2 ،داتسا یسدنهم دهشم ،دهشم یسودرف هاگشناد ،کیناکم

* یتسپ قودنص ،دهشم ۷۷۱۱۷۹۷۷۱۹

، jrezaeep@um.ac.ir

هلاقم تاعلاطا هدیکچ

لماک یشهوژپ هلاقم :تفایرد دادرم26 1396

:شریذپ نابآ31 1396

:تیاس رد هئارا رذآ10

1396 گرگت هبرض یراذگراب تحت تسکش یاهدوم یددع لیلحت هب قیقحت نیا رد

هب گرگت .تسا هدش هتخادرپ بآ یلااب مجح و دماج تیهام لیلد

تحص هب ادتبا رضاح شهوژپ رد .تسا امیپاوه یارب یدج رطخ کی ،فرب و ناراب اب هسیاقم رد ،نآ رد لدم یجنس

اب تیزوپماک هزاس یددع یزاس

مرن لا دودحم ناملا رازفا سا

ا هدش هتخادرپ یدلاوف بلُص هباترپ هبرض تحت انیاد هتفرگ رارق یسررب دروم گرگت هبرض یراذگراب سپس و تس

،تیزوپماک هحفص نامدیچ رد رییغت .تسا .دنتسه یسررب دروم یاهرتماراپ زا هباترپ لکش و تعرس رییغت

گرگت و بلص هباترپ نیب جیاتن هسیاقم

یم خر گرگت هباترپ دروخرب رد سیرتام یششک دوم طقف داد ناشن ناسکی تعرس و مرج اب یلاحرد ،دهد

یاهدوم همه بلص هباترپ دروخرب رد هک

یم هدهاشم تسکش بیسآ تعرس هناتسآ ،نامدیچ هیواز شیازفا اب یفرط زا .دوش

گرگت هبرض یراذگراب رد یم شیازفا

نیرتمک و نیرتشیب .دبای

نامدیچ رد بیسآ

±15°

±45° و یرتشیب دادعت گرگت هباترپ تعرس شیازفا اب نینچمه .دش هدهاشم هیلا زا

یم بیسآ راچد اه هبرض .دنوش

هناوتسا گرگت یورُک گرگت اب هسیاقم رد یا

هزاس رد یرتشیب بیسآ ببس یم تیزوپماک

.دوش

:ناگژاو دیلک تیزوپماک داوم هبرض یراذگراب گرگت هیبش یددع یزاس

A Numerical study of failure modes of a composite plate subjected to hail ice impact

Shokoofeh Dolati, Jalil Rezaee Pazhand^*, Mahmoud Shariati

Department of Mechanical Engineering, Ferdowsi University of Mashhad, Mashhad, Iran.

* P.O.B. 9177948974, Mashhad, Iran, jrezaeep@um.ac.ir

ARTICLE INFORMATION ABSTRACT

Original Research Paper Received 17 August 2017 Accepted 04 November 2017 Available Online 01 December 2017

Numerical investigation of failure modes of composite plates subjected to the hail ice impact presented in this paper. Compare to rain and snow, hail is known as a serious threat to the aircraft exterior structure and engine due to its high density. First, numerical simulation of composite plate subjected to a rigid projectile impact is conducted using commercial finite element software, LS-DYNA and validated with previous investigations. After validation, a numerical study is performed for a composite plate subjected to the hail impact and the effect of stacking sequences of composite plate, velocity and shape of projectile are investigated. Results show, for identical mass and velocity, only the matrix extensional mode occurs in hail impact while for the rigid impact all failure modes are observed. Also, increased fiber angle produced higher damage threshold velocity in ice impact. Highest and lowest damage showed for ±15° and ±45° orientations. Moreover, it has been observed that more layers damaged with larger velocity ice impact. Result illustrate that the cylindrical shape hail caused more damage compared with hemispherical shape.

Keywords:

Composite Materials Impact Loading Ice Impact Numerical Simulation

همدقم-1 ههد رد تیزوپماک ریخا یاه تیوقت یاه

نوچمه یصاوخ لیلد هب فایلا اب هدش

یامد رد یتاذ ییایمیش یرادیاپ ،لااب نزو هب ماکحتسا تبسن ،نییاپ یلاگچ ،لااب یکیناکم صاوخ و طیحم هزاس تخاس روظنم هب

تیلباق اب ییاه هژیو یاه

یم راک هب هب ،کبس نزو اب یسدنهم یاهدربراک رد هدرتسگ روط هب و دنور -

هزاس ریاس و امیپاوه تخاس و یحارط رد هژیو رارق هجوت دروم ییاوه یاه

هتفرگ دنا [ ]1 تیزوپماک . ناشن ار یبوخ رایسب صاوخ تازلف اب هسیاقم رد اه

یم هزاس رد مئاد ینارگن کی اما ؛دنهد یتیزوپماک یاه

هزاس زا رتشیب یلیخ ، -

جا زا یشان هبرض یراذگراب ،یزلف یاه تراسخ ببس هک تسا یجراخ ماس

-

کرتورکیم ریظن یلخاد یاه ماکحتسا رثؤم روط هب رما نیا و هدش هزاس رد اه

یم شهاک ار هزاس یم نآ شرتسگ اب و دهد

هزاس تسکش هب رجنم دناوت دوش تیزوپماک

[ ]2 هزاس یحارط رد هبرض هدیدپ . طوقس :لماش ییاوه یاه

هزاس یور رب رازبا هبرض ،)کدنا تعرس و لااب مرج( تخاس ماگنه رد اه

دروخرب و )لااب تعرس و نییاپ مرج( زاورپ ای دورف ماگنه رد گرگت ای کیتسلا یم )لااب تعرس و لااب مرج( زاورپ ماگنه رد هدنرپ دشاب

[ ].3

تیزوپماک نوزفا زور شرتسگ هب هجوت اب نآ زا هدرتسگ هدافتسا ،اه

رد اه

تعنص هزاس لیبق زا ییاوه هغیت ،هندب و لاب ،زاورپ یاه

یدورو ،درگلاب یاه

یم هدهاشم هریغ و روتوم هزاس نیا رد .دوش

یراذگراب ،اه شیپ لباقریغ یاه

-

یم عوقو هب ینیب یم یدج روط هب هک ددنویپ

نآ درکلمع دناوت ریثات تحت ار اه

یراذگراب نیا زا یکی .دهد رارق رظتنمریغ ِیعیبط یاه

دروخرب ،زیمآدیدهت و ه

فاطعنا ماسجا هبرض هک تسا گرگت و هدنرپ لیبق زا ریذپ

راچد هدننز

یم یراج راتخاس یور و هدش یدایز لکشرییغت .دوش

ییاهدروخرب نینچ رد

هشیش ،نیباک شوپرس ،روتوم هنایشآ هلمج زا ییاوه هزاس کی یجراخ حوطس و اهروتوم هناورپ ،مُد و لاب ییولج هبل ،ولج دنراد رارق دروخرب ضرعم رد هریغ

[ ]4 . هزاس رد بیسآ زا یمومع کرد هک ،گرگت هبرض تحت یتیزوپماک یاه

بیسآ ببس بلغا یلخاد یاه

یم هدهاشم لباقریغ رد ناسدنهم هب ،دوش

شیپ کمک ،بیسآ لقادح اب ای بیسآ هب مواقم هزاس کی دیلوت طیارش ینیب

یم نیمه هب .دنک یسررب تهج

تیزوپماک یهاگشیامزآ و یلیلحت ،یددع یاه اه

هباترپ هبرض تحت .تسا تیمها یاراد خی یاه

نیدب لاس رد روظنم میک1999

شناراکمه و [

]5 تسکش هناتسآ یژرنا هیلا نآ رد هک ار

هیلا

1یگدش یم خر -

هداد اب ار جیاتن و هدروآ تسدب دهد لدم یاه

مرن رد هدش داجیا رازفا

انیاد ید1 یمک یژرنا حطس رد تسکش هک دش هدهاشم .دندرک هسیاقم2

یم خر تسکش یژرنا هناتسآ زا رتشیب ،یژرنا حطس نیا شیازفا اب و دهد

یم هدهاشم تیزوپماک هزاس رد تسکش رگید یاهدوم .دنوش

نآ همادا رد اه

دوخ نیشیپ راک [

]6 زا شیامزآ یارب خی یورُک هباترپ هس هزاس یور

هدافتسا اه

هجیتن و هدرک خی هباترپ تعرس زا یعبات جوا یورین نامز :هک دندرک یریگ

یمن هب ،رتکچوک رطق اب هباترپ و دشاب ،فده هحفص یور یعضوم رثا لیلد

ورین یم ناشن ار یرتگرزب ی تاحفص رد تسکش دش هدهاشم نینچمه .دهد

یم خر دروخرب نیلوا زا دعب هلصافلاب تیزوپماک .دهد

لاس رد نوسلُا و اکیتناج 2009

[ ]7 یور یورُک خی هبرض یسررب هب

فایلا تیزوپماک تاحفص لینیو/نبرک

یسررب .دنتخادرپ رتسِا و یددع یاه

تکرح یورُک خی لخاد رد جاوما ،هباترپ هبرض زا دعب هک داد ناشن یبرجت کرت و هدرک یکچوک یاه

یم داجیا ار هب لیدبت دماج تلاح زا خی هک دننک

هدرخ یم کچوک تارذ و اه نیعرد .دوش

ماگ رد تعرس هک دش هدهاشم لاح

هیلا هناتسآ تعرس هب ندیسر رد یریثات لوا هیلا

.درادن یگدش لاس رد

،2010

میک و کراپ [

]8 هیلا یسررب هیلا

نیب یشرب شنت و یگدش هیلا

3یا هحفص رد

داد ناشن جیاتن .دنداد ماجنا ار هحفص طسو رد بسچ هیلا کی اب تیزوپماک هب هیلوا بیسآ شرتسگ رتشیب و تسا تلااصتا هسدنه رد شنتزکرمت رثا لیلد

یم یلحم شنت زا یم خر خی هبرض دروخرب تلع هب هک دشاب

نینچمه .دهد

هیلا رد بیسآ رتشیب سچ کیدزن هیلا ود رد ای نورد یاه

هن و تسا هداد خر ب

هیلا رد یبسچ لاصتا یاراد تیزوپماک هزاس نیاربانب .خی هبرض رواجم یاه

بیسآ ریذپ هزاس زا رت .تسا لاصتا نودب اه

شناراکمه و میک [

]9 لاس رد خی هباترپ توافتم رطق هس اددجم ،2012

هیلا یارب ار یورُک ینیچ

فایلا فلتخم یاه نبرک

هتفاب

4هدش تحت یسکوپا/

یسررب .دنداد رارق شیامزآ هطبار تسکش هناتسآ تعرس عبرم هک داد ناشن اه

تبسن اب یطخ هک درادH/D

و فده هحفص تماخضH .تسا هباترپ رطقD

هیلا یبرجت جیاتن هیلا

کت فایلا یارب حوطس یگدش و لبق یاهراک رد هتهج

هتفاب فایلا هیلا دش هدهاشم .دندش هسیاقم هدش هیلا

هیلادنچ رد یگدش یاه

کت دادتما رد هتهج یم خر هجرد90

هیلادنچ رد هکیلاح رد ،دهد هتفاب یاه

-

هریاد لکش هب هدش یم یقاب یا

.دنام

لاس رد ناراکمه و یتلود ،2014

[ ]10 بیسآ حطس نازیم یسررب هب

هناوتسا خی هباترپ فایلا تیزوپماک یور یا

فایلا عون هس اب یسکوپا/هشیش -

هتفاب هشیش کت ،هدش

5هتهج یدمن و اب .دنتخادرپ6

نافوط رد هکنیا هب هجوت

تابرض ضرعم رد تسا نکمم هزاس ره ،گرگت هنومن ،دریگ رارق یلاوتم

اه

1 Delamination

2 Dyna3D

3 Interlaminar Stress

4 Woven Roving

5 Unidirectional

6 Chopped Strand Mat

یاهدوم یسررب .دنتفرگ رارق زین یلاوتم هبرض هس تحت ،هبرض کی رب هولاع هنومن داد ناشن تسکش ایلا اب یاه

ف هتفاب هشیش تبسن یرتلااب تمواقم هدش

فایلا هب نینچمه .دنراد یدمن هشیش شنیچ هیواز

±45 ار جیاتن نیرتهب

.داد ناشن هب داوم رد هدش هدهاشم تسکش یاهدوم هدیچیپ یکیزیف تیهام لیلد

شیپ روظنم هب و تیزوپماک ثداوح ای هبرض کیمانید زا یشان بیسآ ینیب

ناملا دُک نیدنچ ،دروخرب لا :دننام دودحم

سا انیاد سوکابآ ،7

ماپ و - شارِک

8

نآ نیب رد هک تسا هدش هئارا لا اه

سا هیبش یارب ار لدم نیدنچ انیاد یزاس

لدم :زادنترابع هک هتفرگ رظن رد تیزوپماکداوم هدام یاه

922 و /55

1054 هک

لدم هدام کیتسلاا صاوخ ساسا رب و بیرخت شور کی اب ار هدنورشیپ بیسآ یم لدم نیا رب هولاع .دننک هدام یاه

1158 ،

12158 و

13162 تسکش کیناکم زا

یم هرهب داوم یگتخیسگ راتفر فیصوت یارب هتسویپ دنریگ

[ ,11 ]12 هجوت اب .

شهوژپ رد هکنیا هب هیبش هب نیشیپ یاه

هزاس یزاس فایلا اب تیزوپماک یاه

هتفاب هیبش میدش نآ رب شهوژپ نیا رد ،تسا هدش هتخادرپ هدش یزاس

هزاس یور گرگت هبرض یراذگراب کت فایلا اب یتیزوپماک یاه

ساسا رب هتهج

لدم نیا .دوش ماجنا هدام یاه

لدم -2 تحص و یزاس هیبش یجنس

یددع یزاس

هدام لدم هیبش یارب ییاوه تعنص رد هدرتسگ روط هب 54

داوم یزاس

هدنورشیپ بیسآ تحت تیزوپماک دروخرب نینچمه و طوقس طیارش رد14

یم هدافتسا یجراخ ماسجا دوش

[ ]13 هیبش یارب نینچمه هدام لدم نیا . -

س رد بیسآ یزاس هزا

یم راک هب زین گرزب سایقم اب یاه لدم کی اریز ؛دور

هولاع و دراد زاین یدورو یاهرتماراپ لقادح هب هک تسا هداس ًاتبسن هدام رب

شیامزآ دادعت ،تابساحم مجح شهاک هب یبایتسد یارب زایندروم یاه

یم شهاک زین ار یدورو یاهرتماراپ هولاع .دهد

هدام لدم ،نیارب روط هب54

اخ هیبش یارب ص و یلوط تهج رد توافتم صاوخ اب کیپورتوترُا داوم یزاس

هیلادنچ دننام ،یضرع کت یتیزوپماک یاه

تسا هدش یحارط هتهج [

,11 ].12

لدم روظنم هب نورد یبارخ یزاس

هیلا زا )فایلا تسکش و سیرتام رد کرت( یا

گنَچ رایعم -

15گناچ یم هدافتسا شنت راتفر ،کیتسلاا هیحان رد .دوش

- شنرک

تهج ،یروحم( فایلا یارب هدام تهج ،یضرع( سیرتام ،)1

تهج( یشرب و )2

طباور کمک هب )12 (3-1)

یم نایب ددرگ [ ]14 : 𝜀₁= 1 (1)

𝐸1(𝜎1− 𝜗12𝜎2) 𝜀₂= 1 (2)

𝐸2(𝜎2− 𝜗21𝜎1)

2𝜀₁₂= 1 (3)

𝐺₁₂𝜏₁₂+ 𝛼𝜏₁₂³

( هلداعم رد رتماراپ ،)3

زا هک تسا یطخریغ یشرب شنت یارب ینزو بیرض𝛼

هیبش رد اطخ و نومزآ قیرط یزاس

یم تسدب اه ،کیتسلاا هیحان زا دعب .دیآ

یبارخ رایعم زا هیلا ره نورد یبارخ ندومن صخشم یارب هدام لدم نیا نیشَه یم هدافتسا16

گنَچ و نیشَه رایعم ود ره هک دنک -

رایعم زا گناچ

7 Ls-Dyna

8 Pam-Crash

9 MAT-22-Composite-Damage

10 MAT-54/55-Enhanced-Composite-Damage

11 MAT-58-Laminated-Composite-Fabric

12 MAT-158-Rate-Sensitive-Composite-Fabric

13 MAT-162-Composite-MSC-Damage

14 Progressive Failure

15 Chang-Chang

16 Hashin

یاسِت -

1وو هدش قتشم رایعم نیا زا تسکش تلاح راهچ رگنایب ریز طباور .دنا

دنتسه یبارخ [

]:15 نآ رد هک فایلا یششک تسکش تلاح یارب 

𝜎₁₁≥0 : 𝑒_𝑓²= (𝜎₁₁ (4)

𝑋_𝑡)

2

+ 𝛽 (𝜏₁₂ 𝑆_𝑐)

2

− 1 {≥ 0 هدشهتسکش

< 0 کیتسلاا تلاح رد

یبارخ زا دعب 𝐸1= 𝐸2= 𝐺12= 𝜗12= 𝜗21= 0

نآ رد هک فایلا یراشف تسکش تلاح یارب 

𝜎₁₁<0 : 𝑒_𝑐²= (𝜎₁₁ (5)

𝑋_𝑐)

2

− 1 {≥ 0 هدشهتسکش

< 0 کیتسلاا تلاح رد

یبارخ زا دعب 𝐸₁= 𝜗₁₂= 𝜗₂₁= 0

نآ رد هک سیرتام یششک تسکش تلاح یارب 

𝜎₂₂≥0 : 𝑒_𝑚² = (𝜎22 (6)

𝑌_𝑡)

2

+ 𝛽 (𝜏12

𝑆_𝑐)

2

− 1 {≥ 0 هدشهتسکش

< 0 کیتسلااتلاحرد

یبارخ زا دعب 𝐸₂= 𝐺₁₂= 𝜗₂₁= 0

نآ رد هک سیرتام یراشف تسکش تلاح یارب 

𝜎₂₂<0 :

(7) 𝑒_𝑑²= (𝜎22

2𝑆_𝑐)

2

+ [(𝑌𝑐

2𝑆_𝑐)

2

− 1] (𝜎22

𝑌_𝑐) − (𝜏12

𝑆_𝑐) − 1

{≥ 0 هدشهتسکش

< 0 کیتسلاا تلاح رد یبارخ زا دعب 𝐸₂= 𝐺₁₂= 𝜗₁₂= 𝜗₂₁= 0

یشرب شنت ینزو بیرض ار سیرتام و فایلا ششک دوم رد شرب ریثات𝛽

یم صخشم رگا .دنک

𝛽= 1 و تشاد میهاوخ ار نیشَه یبارخ رایعم ،دشاب

رگا 𝛽= 0 یم شنت رثکادح یبارخ رایعم هب لیدبت دشاب تلاداعم رد .دوش

یاهریغتم قوف 𝑒𝑑

، 𝑒𝑚

، 𝑒𝑐

و 𝑒𝑓

ناشن و فایلا رد تسکش هدنهد هدوب سیرتام

و 𝑋_𝑇 ،فایلا یاتسار رد یششک تمواقم 𝑋_𝑐

،فایلا یاتسار رد یراشف تمواقم

𝑌_𝑡 ،فایلا رب دومع یاتسار رد یششک تمواقم 𝑌_𝑐

یاتسار رد یراشف تمواقم

و فایلا رب دومع 𝑆𝑐

یم ار ریداقم نیا .دنتسه هیلا کت یشرب تمواقم زا ناوت

سدب تیزوپماک زا هیلا کی شیامزآ قوف یاهرایعم زا یکی هکیماگنه .دروآ ت

ربارب ناملا نآ یارب هدش صخشم کیتسلاا صاوخ ،دنک قدص ناملا کی رد یم رفص .ددرگ هیلا تسکش هیلا

رد یمهم شقن ،هیلا ود نیب شیادج ینعی یگدش

هبرض یراذگراب تحت تیزوپماک هحفص ماکحتسا و یژرنا بذج مزیناکم یم افیا نییاپ تعرس اب و دنک

هیبش رد دی رد .دوش ظاحل یزاس

لا سا انیاد ود

هیبش یارب شور هیلا یزاس

هیلا ناملا زا هدافتسا شور کی ؛دراد دوجو یگدش

هدنبسچ هیلا نیب2

هک دشاب رایتخا رد نآ زا یفاک تاعلاطا دیاب هک تساه

سامت یعون زا هدافتسا رگید شور و دهد ناشن ار بیسآ دنور یبوخ هب دناوتب

3

هک تسا کانبسچ هقطنم لدم ساسا رب ار کرت دشر هیلا نایب یارب4

-هیلا

هیبش یگدش یم یزاس

دنک [ ]16 شنت ندش صخشم زا دعب . تسکش یاه

لامرن یشرب و5

زا یطخ عبات کی بیسآ ،بسچ6

رد هطقن ود نیب هلصاف

یم هیلوا سامت دشاب

[ ].17

هیبش روظنم هب هدام لدم نیا زا شهوژپ نیا رد هبرض یراذگراب یزاس

یم هدافتسا گرگت تهج نیمه هب .دوش

هیبش جیاتن اب تیزوپماک هحفص یزاس

1 Tsai-Wu

2 Cohesive Elements

3 Automatic one way surface to surface tiebreak

4 Cohesive Zone

5 Normal Failure Laminate Stress (NFLS)

6 Shear Failure Laminate Stress (SFLS)

شناراکمه و بمیه یبرجت [

]18 تحص هبرض یراذگراب سپس و هدش یجنس

رارق یسررب دروم گرگت یم

اب تیزوپماک هحفص .دریگ فایلا زا هیلا 24

-

هیلا و یسکوپا/نبرک ینیچ

[−45/0 /45/90]3𝑠

داعبا اب یلیم300

رد رتم 150

یلیم تماخض هب رتم .7

یلیم2 هباترپ نییاپ تعرس هبرض یراذگراب تحت رتم

مرج هب یدلاوف یورُک بلص .85

رطق ،مرگولیک1 .4

یلیم25 تعرس و رتم .5

6

یناثربرتم لودج( تسا هتفرگ رارق ه یاه

و1 .)2

گرزب رایسب نآ تماخض هب تبسن هنومن ضرع و لوط هکنآ هب هجوت اب ناملا زا ،تسا یاسِت عون زا هتسوپ یدعبود یاه

هیلادنچ راتفر یسررب یارب7

یم هدافتسا تیزوپماک هب ،دوش لدم هتسوپ ناملا کی اب هیلا ره رگا .دوش

فیرعت هیلا سامت23 هیلا هیلا نیب رد یگدش نتفر لااب ببس هک تسا زاین اه

یم تابساحم مجح هسیاقم روظنم هب هتسوپ ناملا هیلا ود نیاربانب .دوش

تلاح هیلا و تسکش فلتخم یاه هیلا

لکش( تسا هدش هتفرگ رظنرد یگدش

هیلا عون رگنایب هک هدش ظاحل هیلا یدادعت هتسوپ ناملا ره نورد .)1 ینیچ

هیلا ره و تسا لارگتنا هطقن کی طسوت هطوبرم تماخض و تهج اب

رد یریگ

یم فیرعت هتسوپ تماخض هیلا یسررب یارب .دوش

هیلا هرگ سامت عون زا یگدش -

8یا اب مادک ره هتسوپ ود نیب ریداقم و هدش هدافتسا ،هیلا 12

و 56 44

یم هداد صاصتخا بسچ یشرب و لامرن تسکش یشرب شنت هب لاکساپاگم -

دوش [ ]18 هیلا کت مامت هکینامز . لک ،دنوش تسکش راچد هتسوپ ناملا یاه

یم فذح تابساحم زا ناملا .ددرگ

لکش رد لکش و سامت یورین 2

ش زا هدمآ تسدب یژرنا3 هیب

یزاس

شیامزآ رد سامت یورین .تسا هدش هسیاقم یبرجت جیاتن و یددع میقتسم اه

لودج فایلا یتیزوپماک هحفص یکیناکم صاوخ1 یسکوپا/نبرک

[ ]18

Table 1 The mechanical properties of Carbon/Epoxy composite plate [18]

یکیناکم تیصاخ رادقم

مرگ( یلاگچ یتناسرب )بعکمرتم 1.6

لودم )لاکساپاگیگ( فایلا یاتسار رد هتیسیتسلاا 153

)لاکساپاگیگ( فایلا ربدومع یاتسار رد هتیسیتسلاا لودم 10.3

)لاکساپاگیگ( یشرب لودم 5.2

نوساوپ بیرض 0.3

)لاکساپاگم( فایلا یاتسار رد یششک تمواقم 2540

)لاکساپاگم( فایلا یاتسار رد یراشف تمواقم 1500

رد یششک تمواقم )لاکساپاگم( فایلا رب دومع یاتسار

82

)لاکساپاگم( فایلا رب دومع یاتسار رد یراشف تمواقم 236

)لاکساپاگم( هیلا کت یشرب تمواقم 90

لودج یدلاوف هباترپ یکیناکم صاوخ2 [

]18

Table 2 The mechanical properties of steel projectile [18]

نوساوپ بیرض تیسیتسلاا لودم

ه

)لاکساپاگیگ(

مرگ( یلاگچ یتناسرب -

)بعکمرتم

0.33 200

7.85

7 Blytschko-Tsay

8 Tied

Fig. 1 Simulated rigid projectile impact on composite plate

لكش هیبش بلص هباترپ هبرض یراذگراب1 یور هدش یزاس

تیزوپماک هحفص

شنرک طسوت هزادنا جنس

مرن رد و هدش یریگ لیاف تروص هب رازفا

RCFORC

یم هریخذ ورین یاهرادومن .دوش -

هیبش و یبرجت شیامزآ زا لصاح نامز یزاس

یم ناشن یددع هحفص رد یدیدش ناناسون ،هباترپ دروخرب زا سپ هک دهد

یم قافتا هب نآ زا دعب و هتفای شیازفا تدشب سامت یورین سپس ؛دتفا لیلد

یم تفا سامت یورین ،یبارخ داجیا و تاناسون رادومن دنور .دنک

یژرنا - نامز

هداد اب یبوخ قباطت زین یم ناشن شیامزآ زا لصاح یاه

دنور یترابع هب .دهد

.دنراد یبوخ قباطت هبرض نامز تدم و اهرادومن یلک نیب یبارخ نازیم نییعت روظنم هب هیلا

هنومن رد یا زا یهاگشیامزآ یاه

یس هاگتسد نکسِا

هیبش رد و هدش هدافتسا1

هیلا نیب یددع یزاس یاه

هیلا ،فلتخم یم فیرعت هدنبسچ یاه

یم هک دوش شرتسگ و عورش دناوت

مرن رد .دنک لدم ار شیادج یم داجیا لیاف کی رازفا

یتاعلاطا لماش هک دوش

رارق هدافتسا دروم شیادج حطس میسرت یارب هک تسا سامت فاکش دننام یم یم قافتا شیادج هکینامز .دریگ هرتماراپ زا مادک ره رادقم ،دتفا

هرگ یا یا

زا هب1 یم رییغ0 یم رتماراپ نیا شیامن اب هک دنک ار شیادج حطس ناوت

لکش رد هدش هداد شیامن شیادج حوطس .درک صخشم نایب 4

هدننک

لدم رد شیادج هیحان داعبا .تسا یبرجت و یددع جیاتن بوخ یناوخمه یزاس

نیب یددع -25

یلیم22 دودح یبرجت جیاتن رد و رتم یلیم25

یم رتم .دشاب

Fig. 2 Comparison of contact force of present numerical simulation and experiment results from [18]

لكش هیبش سامت یورین هسیاقم 2 یبرجت جیاتن و رضاح هعلاطم یددع یزاس

عجرم [ ]18

Fig. 3 Comparison of energy of present numerical simulation and experiment results from [18]

لكش هیبش یژرنا هسیاقم3 یبرجت جیاتن و رضاح هعلاطم یددع یزاس

عجرم [ ]18

1 C-Scan Fig. 4 Comparison of delamination of present numerical simulation

and experimental results from [18]

لكش هیلا هسیاقم4 هیلا هیبش یگدش یبرجت جیاتن و رضاح هعلاطم یددع یزاس

عجرم [ ]18

هیبش-3 گرگت هبرض یراذگراب یددع یزاس

نامه هزاس رد گرگت هرظتنمریغ هبرض دش هتفگ هک روط ییاوه یاه

بیسآ ببس یتیزوپماک یم یلخاد یاه

عون نیا یسررب تهج نیمه هب ،دوش

مرن زا یکی .تسا یرورض هبرض یاهرازفا

شور هک دودحم ناملا یراجت یاه

یم هئارا هتسویپ کیناکم لئاسم ندرک لدم یارب ار یفلتخم یددع لا دهد

-

سا یم هدافتسا تعنص رد هدرتسگ روط هب هک تسا انیاد یم یبوخ هب و دوش

-

روظنم هب .دنک فیصوت هبرض یراذگراب رد ار تیزوپماک و خی راتفر دناوت هیبش شور گرگت هباترپ یددع یزاس نیژنارگلا یاه

نیژنارگلا بیکرت ،2

-

نیرلوا راومه تارذ کیمانید و3

4

لاومعم شور هس نیا هک تسا هدش هئارا

یم راک هب هبرض دننام یطخریغ لئاسم لح یارب دنور

[ ]19 .

زا نیژنارگلا شور لوادتم

نیرت لدم یاه هدافتسا هدش رد کیناکم طیحم

یم هتسویپ شور نیا رد .دشاب

یتقو هدام جاجوعا یدایز ار لمحت یم

،دنک

شیازفا شزادرپ نامز ،هتفای شهاک تقد لباق

یهجوت یم و دبای رد یرادیاپان

لح داجیا یم یسررب .دوش یم ناشن اه

،هیلوا لحارم رد نیژنارگلا لدم دهد

گرگت هبرض یراذگراب یم فیصوت یبوخ هب ار

دنک [ ].19

شور نیژنارگلا یبیکرت -

نآ رد هدام و تسا تباث هکبش نآ رد هک نیرلوا

یم نایرج یم نیرلوا و نیژنارگلا شور ود ره یایازم یاراد ،دبای نیا رد .دشاب

یم نایرج هدام یور لقتسم روط هب هکبش شور ناملا دادعت .دبای

نیا رد اه

ظفح تابساحم تقد هک دنشاب گرزب یفاک هزادنا هب دیاب تلاح نامز و هدش

.دبای شهاک شزادرپ نیژنارگلا یبیکرت شور

- رد گرگت یگدروخ کرت نیرلوا

یم ناشن لایس کی هباشم ار هبرض یراذگراب لوط دهد

[ ].20

لاس رد راومه تارذ کیمانید شور هراتس کیزیف هعلاطم یارب1997

اه

هدیدپ و ناهیک یاه کیمانید لئاسم یارب نآ زا سپ و تفای هعسوت یسانش

شور نیا .تفای شرتسگ هتسویپ طیحم کیناکم سپس و تلاایس یتابساحم هکبش نودب هکبش و تسا یدنب

اب یدنب هعومجم صخشم مرج اب تارذ زا یا

یم نیزگیاج .دوش

یسررب یم ناشن اه راتفر راومه تارذ کیمانید شور دهد

یم فیصوت یبوخ هب ار گرگت هبرض یراذگراب یبرجت جیاتن هب رتکیدزن و دنک

کیمانید شور جیاتن رد بوخ تقد اب رتمک شزادرپ نامز نینچمه .تسا تسا هدش هدهاشم راومه تارذ [

].19

مرن رد هدام لدم نیدنچ زا هبرض یراذگراب رد خی راتفر لیلحت روظنم هب -

یم هدافتسا رازفا هدام لدم )فلا :زادنترابع هک دوش

513 هدام لدم نیا هک

کرتورکیم یم ناشن ندشدرُخ زا لبق ار اه دننام هدام زا لدم نیا راتفر .دهد

شنت همه و هدیسر کیتسلاپ تسکش شنرک هب هک تسا ینامز یشرب یاه

2 Lagrangian Finite Element (FE)

3 Arbitrary Lagrangian Eulerian (ALE)

4 Smoothed Particle Hydrodynamics (SPH)

5 Mat-Isotropic-Elastic-Failure (MAT-13)

یم رفص یراشف شنت طقف هدام ،دیسر یششک راشف هب یتقو نیاربانب .دنوش

تساوردیه لایس دننام یراتفر و دراد کیتا [

]21 هدام لدم )ب ؛

110 هک راتفر

هحفص یور لایس دننام ندروخ کرت زا دعب و دراد ییلااب یتفس هکینامز ار خی یم یراج یم فیصوت یبوخ هب ،دوش تسکش رایعم اب هدام لدم نیا .دنک

ب هکینامز و تسا طبترم یششک شنت هب هتسباو ،دسرب یششک تسکش شنت ه

شنت لدم نیا رد .تسا یراشف شنت یاراد هدام و هدش رفص یفارحنا یاه نیا ندرب راک هب اریز ؛تسا هدشن فیصوت کیتسلاپ تسکش شنرک رایعم هدام

مزیناکم فیصوت یارب رایعم تسا بسانمان خی تسکش یاه

[ ]19 . نیا رد

نینچمه و هدش هتفرگ رظن رد میلست شنت یور رب شنرک خرن تارثا تلاح یم هدرب راک هب بآ تلاح هلداعم هک دراد تلاح هلداعم هب زاین دوش

[ ]22 )ج ؛

هدام لدم

2155 هیبش رد شنرک خرن هب تیساسح هک یم ظاحل یزاس

هب .دوش

فاطعنا تلاح زا روبع ،شنرک خرن هب تیساسح ینحنم زا هدافتسا یترابع ریذپ

یم نایب یبوخ هب ار درُت هب دنک

[ ].23

هب ،راومه تارذ کیمانید شور زا شهوژپ نیا رد یگژیو لیلد

هتفگ یاه

هدام لدم و لااب رد هدش هیبش روظنم هب10

یم هدافتسا یزاس صاوخ .دوش

لودج رد بآ تلاح هلداعم رد رثؤم یاهرتماراپ و خی یکیناکم هدش هدروآ3

.تسا اب گرگت هباترپ 19467

هدام لدم و راومه تارذ کیمانید شور زا هرذ 10

هیبش هیلوا تعرس و هدش یزاس هحفص .دش لامعِا نآ هب هیناثربرتم 6.5

تیزوپماک هتسوپ ناملا ود اب هیلا24

هکبش و3

یدنب یلیم3 یزرم طرش و رتم

هیبش رگید تهج ود زا رادریگ یزرم طرش و فرط ود زا دازآ .دیدرگ یزاس

ت هباترپ مرج گرگ

هیبش جیاتن ناوتب هک دش هتفرگ رظن رد مرگولیک1.85 یزاس

اما .دومن هسیاقم ار خی و بلص هباترپ اب اب گرگت هبرض هدیدپ هکنیا هب هجوت اب

ابیرقت ( نیمز هب طوقس لاح رد ِخی تعرس هدودحم رد مک مرج 25

تعرس و ) هیناثربرتم هدرتسگ فیط ( امیپاوه یزاورپ یاه

یگرزب رد یا 100

یم خر ) هیناثربرتم دهد

هیبش ، مرج اب گرگت هباترپ یزاس یور رب مرگ30

تیزوپماک هحفص یم ماجنا لبق تاصخشم اب هیلا24

اجنآ زا .دوش رد رییغت هک

تیزوپماک راتفر یسررب رد رثؤم یاهرتماراپ زا یکی فایلا نامدیچ هیواز ،تساه

نامدیچ [±θ]12s

نآ رد هک θ=15°, 30°, 45°, 60°

یم رظن رد ،دشاب

یم هتفرگ ببس هک گرگت هباترپ تعرس هناتسآ ،شنیچ هیواز ره یارب .دوش

یم تیزوپماک هحفص رد بیسآ تحت ار تاحفص سپس ،هدروآ تسدب ار دوش

تعرس اب گرگت هباترپ یراذگراب رییغت رثا یسررب هب و هداد رارق هیناثربرتم50

م هدش داجیا بیسآ عون و نازیم یور نامدیچ ی

رد رییغت نینچمه .میزادرپ

.دنتسه یسررب دروم یاهرتماراپ رگید زا گرگت هباترپ هسدنه و تعرس لودج مرن رد هدش هدافتسا خی یکیناکم صاوخ3

رازفا [ ]19

Table 3 Mechanical properties of ice used for Ls-Dyna [19]

خی یکیناکم صاوخ بآ تلاح هلداعم ریداقم

نِسینورگ(

)4

مرگولیک( یلاگچ )بعکمرتمرب

𝐶 846 1480

لودم )لاکساپاگیگ( یشرب 𝑆₁ 3.46

2.5599

)لاکساپاگم( شنت 𝑆2 10.3

-1.985

)لاکساپاگم( تسکش راشف 𝑆3 -4

0.228

تخس لودم )لاکساپاگیگ( یگدنوش γ 6.89

0.493

𝐴 1.397

1 Mat-Elastic-Plastic-Hydro (MAT-10)

2 Mat-Plasticity-Compression-Tension-EOS (MAT-155)

3 Shell Element

4 Gruneisen

مهم تاکن زا یکی هیبش رد رگید

زا .تسا سامت حوطس و عون باختنا ،یزاس

هرگ سامت متیروگلا

5یا هیلا یسررب روظنم هب تیزوپماک هیلا ود نیب -هیلا

حطس هب تارذ کیتاموتا سامت نینچمه .دیدرگ هدافتسا یگدش یارب زین6

لکش رد .دش هتفرگ رظن رد تیزوپماک هحفص و خی هباترپ نیب سامت 5

هبرض یراذگراب هداد ناشن نآ لکشرییغت و تیزوپماک هحفص یور یورُک خی

.تسا هدش مرن رد تیزوپماک هحفص رد یبارخ عونا یسررب روظنم هب یبارخ ،رازفا

یم ار تیزوپماک هحفص رد سیرتام و فایلا هچخیرات یاهریغتم مسر اب ناوت

-

7یا زا یاهریغتم نیا رادقم ،داتفا قافتا یبارخ هکینامز .درک صخشم ب1

ه 0

یم رییغت .دنک ،فایلا یششک دوم رگنایب𝐻𝑉1 ،فایلا یراشف دوم𝐻𝑉2

𝐻𝑉3

و سیرتام یششک دوم یم سیرتام یراشف دوم𝐻𝑉4

.دشاب

ثحب و جیاتن -4 هیبش جیاتن هسیاقم -1-4 و بلص هباترپ اب یراذگراب یددع یزاس

گرگت هحفص یور خی و بلص هباترپ اب هبرض یراذگراب یارب یژرنا و ورین تارییغت لکش رد تیزوپماک یم هدهاشم .تسا هدش هسیاقم6

هب خی هباترپ دوش لیلد

نیمه هب و هتشاد یرتمک یورین دروخرب ماگنه رد مرج شهاک و ندشدرُخ او ،بلص هباترپ هب تبسن یرتمک یژرنا بتارم هب تلاح نیا رد تهج یم در

-

.ددرگ هیبش جیاتن یم ناشن یزاس نورد یبارخ هدمع هک دهد

هیلا ،هدش داجیا یا

رد نییاپ یششک تمواقم لیلد هب هک تسا سیرتام یششک دوم رد یبارخ یم سیرتام نییاپ زا سیرتام یبارخ بلص هباترپ اب یراذگراب رد .دشاب

نیرت

یم عورش هیلا ارق ششک تحت ،هحفص شمخ تلع هب هک دوش

یم ر ؛دریگ

هحفص یور لایس دننام و هدش درُخ هک خی هباترپ اب یراذگراب رد هکیلاحرد

Fig. 5 Simulation of hail ice impact on composite plate

لكش هیبش5 تیزوپماک هحفص یور گرگت هباترپ یزاس

5 Automatic-One-Way-Surface-to-Surface-Tiebreak

6 Automatic-Nodes-to-Surface

7 History Variables (HV)

Fig. 6 Comparison of force and energy curves for hail ice and rigid projectile with identical mass

لكش ینحنم هسیاقم6 ناسکی مرج اب بلص و خی هباترپ نیب یژرنا و ورین یاه

1^th ply(−45°)

→Ice Projectile 1^th ply(−45°)

→Rigid Projectile

4^th ply(90°)

→Ice Projectile 4^th ply(90°)

→Rigid Projectile

9^th ply(−45°)

→Ice Projectile 9^th ply(−45°)

→Rigid Projectile

15^th ply(0°)

→Ice Projectile 15^th ply(0°)

→Rigid Projectile

Fig. 7 Matrix tensile failure in some layers of the plate subjected to rigid and ice projectile

لكش هیلا یخرب رد سیرتام یششک یبارخ7 خی و بلص هباترپ یراذگراب رد اه

یششک یبارخ هب طوبرم یبارخ اهنت یورُک خی هباترپ هبرض رد ،جیاتن ساسا رب ب یبارخ حطس هک تسا سیرتام هریاد تروص ه

نآ نازیم زا جیردت هب و هدوب یا

چیه دعب هب مهن هیلا رد و هدش هتساک یمن هدهاشم یبارخ هنوگ

هکیلاحرد ؛دوش هعسوت یقفا دادتما رد سیرتام یششک یبارخ حطس بلص هباترپ اب هبرض رد

یم هیلارد جیردتب هچرگا ؛دبای ات اما ،تسا هدش هتساک نآ نازیم زا نیریز یاه

یلا یم هدهاشم یبارخ عون نیا رخآ ه و فایلا رگید یاهدوم رد یبارخ .دوش

یم خر بلص هباترپ اب یراذگراب رد سیرتام لکش رد هک دهد

یبارخ حطس8 اه

نامه .تسا هدش هداد ناشن دوم رد یبارخ حطس نیرتشیب دش هتفگ هک روط

یم خر فایلا یششک دوم رد نآ زا دعب و سیرتام یششک .دهد

لا نازیم هی هیلا لکش رد هباترپ ود طسوت هدش داجیا یگدش یم ناشن9

دهد

تروص هب و هدش شیادج راچد یرتشیب حطس بلص هباترپ اب هبرض رد یم خر هحفص زکرم رد ،هباترپ رطق یبیرقت هزادنا هب ،زکرمتم هبرض رد اما ؛دهد

هب گرگت هدش هتساک هیلا ود نیب شیادج نازیم زا هباترپ ندش درُخ لیلد و

یم هدرتسگ هباترپ عاعش زا رترود یمک ییاضف رد .دوش

-2-4 تعرس اب گرگت یراذگراب رد تیزوپماک هحفص نامدیچ رییغت رثا

لااب هیبش جیاتن یسررب مرج هب یورُک خی هباترپ یزاس

تاحفص یور مرگ 30

تیزوپماک نامدیچ اب هیلا 24

یاه [±15]12𝑠

، [±30]12𝑠

، [±45]12𝑠

و

[±60]12𝑠

یم ناشن تعرس رد بیترت هب هیلوا بیسآ هک دهد یاه

،27 ،35 39

و یم داجیا هیناثربرتم40 .دوش

تعرس نیا زا لبق یترابع هب ببس خی هباترپ ،اه

یم تیزوپماک تاحفص رد شمخ نورد بیسآ اما ؛دوش

هیلا نیب و یا هیلا یا

یمن داجیا تعرس نیا رد سیرتام یششک دوم رد یبارخ عورش و دنک عورش اه

یم .دوش یم هدهاشم عورش هناتسآ تعرس ،فایلا نامدیچ هیواز شیازفا اب دوش

Fig. 8 Failure area of fiber and matrix in different layers of composite plate subjected to rigid projectile

لكش یبارخ حطس8 هیلا رد سیرتام و فایلا

هبرض تحت تیزوپماک فلتخم یاه

بلص هباترپ

Fig. 9 Comparison of delamination produced by rigid and ice projectile

لكش هیلا هسیاقم9 هیلا خی و بلص هباترپ نیب هدش داجیا یگدش

یم شیازفا بیسآ تعرس نیب فلاتخا هک دبای

.دراد یشهاک دنور هناتسآ یاه

بیترت هب لوا هیلا رد هدش داجیا بیسآ حطس نینچمه ،144

،126 و180 128

یلیم نامدیچ یارب عبرمرتم یاه

[±15]12𝑠

[±30]12𝑠 ، [±45]12𝑠 ،

و

[±60]12𝑠

یم نامدیچ یارب لوا هیلا رد بیسآ نیرتشیب هک ؛دشاب [±45]12𝑠

نامدیچ یارب نیرتمک و [±15]12𝑠

دش هدهاشم .

نامدیچ اب تیزوپماک تاحفص رد هدش داجیا بیسآ هسیاقم روظنم هب یاه

[±15]12𝑠

[±30]12𝑠، [±45]12𝑠، [±60]12𝑠 و

یورُک خی هباترپ هبرض یراذگراب ،

مرج هب تعرس اب مرگ 30

هیبش هیناثربرتم 50 یسررب .دیدرگ یزاس

جیاتن

هیبش یم ناشن گرگت هباترپ زا تعرس نیا رد یزاس ات بیترت هب دهد

هیلا

نامدیچ اب تیزوپماک تاحفص رد متشه هیلا و مشش هیلا ،متفه هیلا ،مهدزای -

یم خر بیسآ ،قوف یاه یم هدهاشم .دهد

نامدیچ رد دوش [±15]12𝑠

نامدیچ رد و بیسآ نیرتشیب [±45]12𝑠

هیلا رد ار بیسآ نیرتمک میهاوخ اه

نامدیچ رد یترابع هب .تشاد [±45]12𝑠

تعرس رد هیلوا بیسآ هچرگا هناتسآ

نامدیچ ریاس هب تبسن ریاس هب تبسن تعرس شیازفا اب اما ،تسا رتشیب اه

نامدیچ هیلا رد بیسآ نازیم زا اه یم هتساک نآ رگید یاه

بیسآ نازیم .دوش

لکش رد نامدیچ راهچ نیا یارب لوا هیلا رد هدش داجیا .تسا هدش هدروآ10

یم هدهاشم ریواصت رد نینچمه نامدیچ رد هک دوش

[±15]12𝑠

و [±30]12𝑠

رییغت اب و هتفای هعسوت یدومع تهج رد سیرتام یششک دوم رد بیسآ حطس هیواز هب نامدیچ یاه

[±45]12𝑠

و [±60]12𝑠

یم هعسوت یقفا تهج رد .دبای

یشبنج یژرنا و تیزوپماک هحفص ینورد یژرنا ،دروخرب یورین یاهرادومن لکش رد گرگت هباترپ یم هدهاشم .تسا هدش هدروآ11

هیواز شیازفا اب دوش

یم هتساک تیزوپماک هحفص هب هبرض یورین نازیم زا نامدیچ نینچمه ؛دوش

نامدیچ ود رد هبرض یورین هنیشیب [±15°]12𝑠

و [±30°]12𝑠

عیرس ود زا رت

نامدیچ [±45°]12𝑠

و [±60°]12𝑠

یم قافتا یژرنا شهاک لیلد نیمه هب ،دتفا

.تشاد میهاوخ نامدیچ ود نیا رد ار یرتمک د

نامدیچ ود ر [±45°]12𝑠

و

[±60°]12𝑠

هبرض یورین هنیشیب هب ندیسر یارب یرتشیب نامز تسا مزلا

1^th ply (30°), 𝑉 = 50 m s⁄ 1^th ply (15°), 𝑉 = 50 m s⁄

1^th ply (60°), 𝑉 = 50 m s⁄ 1^th ply (45°), 𝑉 = 50 m s⁄

Fig. 10 Damage area in the first ply of four different laminate subjected to 50 m/s hemispherical projectile

لكش تعرس رد فلتخم تینیمل راهچ زا لوا هیلا رد هدش داجیا بیسآ10 50

یورُک خی هباترپ تحت هیناثربرتم ؛تشاد میهاوخ یژرنا رد شهاک یرتشیب رادقم نیاربانب

هب نامدیچ رد هکیروط

[±15°]12𝑠

نازیم هب نامدیچ رد و لوژ14.3

[±60°]12𝑠

نازیم هب لوژ16.4

.تشاد میهاوخ یورُک گرگت هباترپ یشبنج یژرنا رد شهاک یژرنا نیا

یم لقتنم هحفص ینورد یژرنا هب گرگت هباترپ رد هتفای شهاک یشبنج ؛دوش

ینورد یژرنا ،نامدیچ هیواز شیازفا اب هکیروط هب شیازفا تیزوپماک هحفص رد

یم .دبای رد تیزوپماک هحفص یور دروخرب یورین هنیشیب هکنیا هب هجوت اب

نامدیچ [±45]12𝑠

نامدیچ ریاس زا رترید یم خر اه

بیسآ نیاربانب ،دهد

هیلا هب یرتمک یم دراو اه

.دوش

گرگت هباترپ لكش و تعرس رییغت رثا -3-4 نامدیچ اب تیزوپماک هحفص هکنیا هب هجوت اب [±45]12𝑠

رد ار جیاتن نیرتهب

تعرس اب یورُک خی هباترپ هبرض یسررب هب نیاربانب ،تسا هتشاد هیناثربرتم50

Fig. 11 Force, internal energy and kinetic energy curves for four stacking sequence

لكش ینحنم11 یاه شنیچ راهچ رد یشبنج یژرنا و ینورد یژرنا ،ورین

یم تیزوپماک هحفص زا نامدیچ نیا یور گرگت هباترپ لکش و تعرس رثا -

هیبش .میزادرپ مرج هب یورُک خی هباترپ یزاس

تعرس اب مرگ30 یاه

50-100

دراو یورین ،تعرس شیازفا اب .دیدرگ ماجنا تیزوپماک هحفص هب هیناثربرتم زا هدش تعرس رد نتوین3932

هب هیناثربرتم50 13286

تعرس رد نتوین 100

یم هیناثربرتم نیعرد و دسر

هب ،ورین هنیشیب رادقم لاح رتدوز ندشدرُخ لیلد

یم قافتا رتعیرس ،لااب تعرس رد یم هدهاشم .دتفا

هباترپ تعرس شیازفا اب دوش

یم شیازفا زین تیزوپماک هحفص هب هدش دراو یژرنا ،گرگت .دبای

هب هجوت اب

هدرُخ یژرنا نازیم هکنیا یم باترپ فارطا هب هک خی یاه

یژرنا حطس دنوش

تعرس رد نیاربانب ،دنراد یهباشم دش دهاوخ رتشیب یژرنا شهاک رتلااب یاه

لکش(

.)12 هیبش رد یزاس هیلا رد سیرتام یششک یبارخ دوم ،هدش ماجنا یاه یاه

هب هک تسا یسررب لباق تیزوپماک فلتخم رظن رد موس هیلا هنومن ناونع

تسا هدش هتفرگ لکش(

)13 هدید بیسآ حطس شیازفا ببس تعرس شیازفا .

یم سیرتام یششک دوم رد یم هدهاشم ریواصت رد نینچمه .دوش

یتمسق دوش

تمسق و هدید بیسآ لماک روط هب حطس زا رارق بیسآ هناتسآ رد ییاه

هتفرگ یسآ تمسق مهس ،تعرس شیازفا اب هک دنا زا و هتفای شیازفا هدید ب

یم هتساک بیسآ هناتسآ رد تمسق مهس شیازفا اب هک تسا حضاو .دوش

هیلا زا یرتشیب دادعت تعرس یم بیسآ راچد اه

هب ؛دنوش رد یبارخ هکیروط

تعرس تعرس رد ،مشش هیلا ات هیناثربرتم50 رد ،متشه هیلا ات هیناثربرتم60

تعرس ،مهن هیلا ات هیناثربرتم70

تعرس رد رد ،مهد هیلا ات هیناثربرتم80

تعرس تعرس رد و مهدزای هیلا ات هیناثربرتم 90

هیلا ات هیناثربرتم 100

مهدزاود .دیدرگ هدهاشم

Fig. 12 Comparison of force and energy curves for six different speed of ice projectile

لكش ینحنم هسیاقم12 و ورین یاه

خی هباترپ توافتم تعرس شش رد یژرنا 3^rd ply (45°), 𝑉 = 60 m s⁄

3^rd ply (45°), 𝑉 = 50 m s⁄

3^rd ply (45°), 𝑉 = 80 m s⁄ 3^rd ply (45°), 𝑉 = 70 m s⁄

3^rd ply (45°), 𝑉 = 100 m s⁄ 3^rd ply (45°), 𝑉 = 90 m s⁄

Fig. 13 The amount of failure in the third ply at different speeds لكش تعرس رد موس هیلا رد یبارخ نازیم13 فلتخم یاه

نامدیچ اب تیزوپماک هحفص ،گرگت هباترپ هسدنه عونت هب هجوت اب [±45]12𝑠

هناوتسا خی هباترپ هبرض تحت ار مرج هب یا

تعرس و مرگ30 هیناثربرتم50

رارق

یم هسیاقم یورُک خی هباترپ زا هدمآ تسدب جیاتن اب و هداد هب هجوت اب .دوش

هناوتسا خی هباترپ مرج هکنیا خی هباترپ رد و هدش شخپ یلوط تهج رد یا

تعرس رد نیاربانب ،یعاعش تهج رد یورُک رد ار یبارخ نیلوا هیناثربرتم23

هناوتسا خی دروخرب رثا رب لوا هیلا هحفص رد یا

هب( تیزوپماک ندش یراج لیلد

نامه هکیلاحرد ؛تشاد میهاوخ )دروخرب ماگنه رد رتشیب مرج هتفگ هک روط

تعرس رد یبارخ نیلوا یورُک خی هباترپ رد دش یم خر هیناثربرتم39

.دهد

هناوتسا و یورُک خی هباترپ ود نیب یبارخ نازیم هسیاقم تعرس رد یا

50

لکش رد هیناثربرتم هناوتسا خی دروخرب رد .تسا هدش هدروآ 14

یا 3.3%

یم هدهاشم لوا هیلا رد یورُک خی هب تبسن بیسآ حطس رد شیازفا .دوش

هناوتسا خی دروخرب رد نینچمه هیلا ات یورُک خی دروخرب رد و متشه هیلا ات یا

.دیدرگ هدهاشم سیرتام یششک دوم رد یبارخ مشش وتسا و یورُک خی هباترپ تسکش دنور هنا

لکش رد یا یم ناشن15

اب دهد

هب ،یورُک خی زا یرتشیب تمسق ،نامز تشذگ تهج رد ندش هدرتسگ لیلد

یم باترپ فارطا هب و هدش درُخ ،یعاعش ینحنم هسیاقم یفرط زا .دوش

یاه

لکش( تیزوپماک هحفص ینورد یژرنا و دروخرب یورین ،هباترپ ود نیب )16

سا خی دروخرب رد ار یرتشیب رادقم هناوت

یم ناشن یا خی ِدروخرب نامز رد .دهد

هناوتسا یم لامعِا ورین ،هزاس یور رب نآ نزو هدمع تمسق ،یا یم درُخ و دنک

-

یورُک خی رد اما ؛تسا هدش هدرتسگ یلوط تهج رد نآ نزو اریز ؛دوش یم ماجنا یعاعش تهج رد و رورم هب ندشدرُخ ود نیب تهج نیمه هب ؛دوش

ا و یورُک خی هباترپ هناوتس

دروخرب تعرس و هباشم مرج اب یا ود( هیناثربرتم50

Fig. 15 Damage propagation in cylindrical and hemispherical ice projectile

لكش هناوتسا خی هباترپ یارب بیسآ دنور15 یورُک و یا

هناوتسا هباترپ ،)توافتم هسدنه و ناسکی هیلوا یژرنا اب هباترپ هب یورین یا

یم دراو رتشیب بتارم رادقم .دنک

و هتشادن ینادنچ فلاتخا هدش دراو یژرنا

یم خی یگدیشاپ مه زا فرص هیلوا یژرنا رتشیب .دوش

هجیتن-5 یریگ تحص ادتبا ،قیقحت نیا رد هیبش یجنس

هحفص یارب هدش ماجنا یزاس

فایلا تیزوپماک مرن رد یسکوپا/نبرک

لا دودحم ناملا رازفا سا

تحت انیاد

هباترپ اب هبرض یراذگراب یددع لیلحت جیاتن .دش ماجنا یبرجت جیاتن اب یدلاوف

.دنتشاد یبوخ قباطت یبرجت جیاتن و هلاقم نیا رد هیبش ،همادا رد اب هبرض یراذگراب تحت تیزوپماک هحفص نامه یزاس

جیاتن و هدش ماجنا )یدلاوف هباترپ یسدنه تاصخشم هباشم( یورُک خی هباترپ یبارخ یاهدوم عاونا زا هدمآ تسدب نورد

هیلا نورب و یا هیلا ود نیا رد یا

.دنتفرگ رارق هسیاقم دروم تلاح هحفص هب هدش دراو یورین دش هدهاشم

هب یورُک خی هباترپ هبرض تحت تیزوپماک یور ندش یراج و ندشدرُخ لیلد

یبیرقت نازیم هب ،دروخرب زا سپ هحفص یدلاوف هباترپ زا رتمک نتوینولیک4

زین یژرنا نازیم .تسا خی هباترپ اب هبرض رد .تسا هتشاد شهاک لوژ15

Fig. 16 The force and energy curves for hemispherical and cylindrical ice projectile

لكش ینحنم16 هناوتسا و یورُک خی هباترپ یارب یژرنا و ورین یاه یا

هب یلع ،نآ ندشدرُخ لیلد نیب شیادج ،لااب مرج مغر

هیلا هب تبسن یرتمک یا

یم خر یدلاوف هباترپ اب هبرض ؛دراد یرتشیب یگدرتسگ تلاح نیا رد اما ؛دهد

هیلا یدلاوف هباترپ اب هبرض رد هکیلاحرد هیلا

هیحان رد یگدش نازیم هب یا

یم زکرمتم هباترپ رطق یبیرقت .دوش

و دراد ییلااب تعرس و مک مرج خی هباترپ هبرض هکنیا هب هجوت اب روظنم هب

هزاس یور گرگت هبرض اب قباطت هیبش ،ییاوه یاه

مرج اب گرگت هبرض یزاس

لیلحت جیاتن .دش ماجنا همادا رد فلتخم تعرس شش و رتمک اهنت داد ناشن اه

شیازفا اب هک تسا سیرتام یششک دوم عون زا گرگت دروخرب رد یبارخ دوم یم شیازفا بیسآ حطس مه هباترپ تعرس دعت مه و دبای

هیلا دا یرتشیب یاه

یم بیسآ راچد رد نامدیچ رییغت تیمها هب هجوت اب یفرط زا .دنوش

تیزوپماک .دنتفرگ رارق یورک خی هباترپ هبرض تحت فلتخم نامدیچ راهچ ،اه

نامدیچ اب تیزوپماک هحفص ِخی دروخرب ربارب رد تمواقم [±45°]12𝑠

زا رتلااب

نامدیچ ریاس جیاتن هسیاقم نینچمه .دوب اه

هناوتسا و یورُک خی هباترپ نیب یا

نامدیچ اب تیزوپماک هحفص یور رب دروخرب هظحل رد [±45°]12𝑠

شیازفا ،

یبیرقت هناوتسا خی دروخرب رد ار هحفص هب هدش دراو یورین یربارب 7.2

یا

یم ناشن .دهد

میلاع تسرهف -6 𝜀1

تهج رد شنرک 3

𝜀₂ تهج رد شنرک 2

𝜀₁₂ یشرب شنرک

𝜎1

شنت تهج رد 3

𝜎2

تهج رد شنت 2

Fig. 14 Comparison of failure in the 1^st ply of the plate for cylindrical and hemispherical ice projectile

لكش هناوتسا خی هباترپ یارب لوا هیلا رد بیسآ هسیاقم14 و یا

یورُک

𝑉 = 50 m s⁄ 𝑉 = 50 m s⁄