شبیه سازی و پیش بینی عملکرد خمشی پروفیل کامپوزیت چوب پلاست با روش اجزای محدود
پروفیل کامپوزیت چوب پلاست به عنوان یکی از محصولات چوب پایه است که از پلیاتیلن (PE)، پلیپروپیلن (PP) يا پليوينيلكلرايد (PVC) به همراه آرد چوب تولید میشوند. برای رقابت و استقبال بهتر از تخته هاي WPC در بازار نسبت به چوب، لازم است قيمتشان به هم نزدیک باشد. بهعبارتدیگر قيمت آنها نبايد بيش از 3-2 برابر قيمت تختههاي چوبي باشد و اين قيمت اضافي بايد داراي توجيه زيبايي (ظاهر خوب، فاقد گره و تراشه و ترك)، خواص مكانيكي قابلقبول، دوام خوب، هزينه نگهداري كمتر، فاقد تخريب بيولوژيكي، مقاوم به موريانه و حتیالمقدور مقاوم به آتشسوزي باشد [1]. محصول چوب پلاست بهعنوان کفپوش مخصوصاً کفسازی محوطه در کنار استخرها، مسیرهای پیادهرو، روف گاردنها، دکوراسیون مانند دیوار پوش، گلدان، نمای ساختمان، پرگولا، آلاچیق، و بهعنوان نرده در تراسها، بالکنها، محوطه فضای سبز و هرجایی که به حصار کشی نیاز باشد، کاربرد دارد. این محصولات بهصورت پروفیلهای توپر یا توخالی تولید میشوند. نوع و مقدار پلیمر، پرکننده سلولزی و معدنی، جفت کننده و مواد افزودنی و همچنین پارامترهای تولید بر خواص فیزیکی و مکانیکی چوب پلاست مؤثرند[2-4]. ازآنجاییکه محصولات چوب پلاست تولیدشده در کاربردهای مختلف تحت تأثیر بارهای استاتیکی مختلفی مانند فشار، کشش، خمش و ضربه قرار میگیرند، برای ارزیابی خواص آن لازم است پروفیلهای مختلف با شرایط تولید و همچنین فرمولاسیونهای مختلف تحت بارهای مذکور مورد آزمایش قرار بگیرند. ازاینرو، مدلسازی و پیشبینی خواص پروفیل کامپوزیت چوب پلاست نیز مانند دیگر مصالح مهندسی به دلیل کاهش زمان و هزینه اندازهگیری آنها موردتوجه محققین قرارگرفته است، طوری که روش اجزای محدود[1] [5]، شبکه عصبی مصنوعی[2] [6]، روش رگرسیون [7]، قانون اختلاط[3] [8]، مدل هالپین-سای[4] [9]، مدل هیرش[5] [9]، مدل اصلاح شده بایر و بادر[6] [9] برای پیشبینی خواص کامپوزیتهای چوب پلاست مورد مطالعه قرارگرفته است. با روش شبکه عصبی مصنوعی و رگرسیون میتوان بر اساس متغیرهای فرآیندی، دانسته و … بهعنوان داده ورودی برای پیشبینی خواص چوب پلاست استفاده کرد. با قانون اختلاط، مدل هالپین-سای، مدل هیرش، مدل اصلاح شده بایر و بادر، تئوری پیوستگی، مدل میکرو مکانیکی هالپی_پاگانو[7]، مدل هوی_شیا[8]، بر اساس درصد حجمی اجزای ترکیب کامپوزیت و مدول آنها میتوان خواص کامپوزیت را پیشبینی کرد. در بیشتر کارخانههای تولید پروفیل کامپوزیت چوب پلاست، وقتی درصد بهینه ترکیب و متغیرهای تولید برای هر محصول تعیین شد، آن محصول در هر بار تولید بر اساس آن شرایط بهینه تولید میشود. ازآنجاییکه، محصولات چوب پلاست با قالبهای مختلف تولید میشوند لازم است تحلیل و طراحی برای هر پروفیل با شرایط تولید و فرمولاسیون مختلف انجام شود. برای حل این مشکل، میتوان از روش اجزای محدود برای پیشبینی خواص محصول با اشکال مختلف مقاطع استفاده کرد. طوری که، با تهیه نمونههای کوچک آزمایشگاهی از هر ترکیب و انجام آزمونهای مکانیکی روی آنها و سپس محاسبه مدول الاستیسیته از نمودار تنش و کرنش میتوان با روش اجزای محدود در نرمافزار ANSYS هر پروفیل با هر ترکیبی را تحت تأثیر بارهای استاتیکی مختلف تحلیل و طراحی کرد. روش اجزای محدود یکی از روشهای تحلیل مسائل مهندسی مکانیک و سازه است که در آن جسم بهصورت سهبعدی مدلسازی و سپس با مش بندی به اجزای ریز تقسیم میشود و سپس گرههای موجود در مش تحلیل میشوند.
سوابق تخقیق
محققین نشان دادهاند که نتایج حاصل از تحلیل مکانیکی و سازهای روش اجزای محدود تطابق و نزدیکی مطلوبی با نتایج حاصل از آزمایش نمونههای آزمایشگاهی دارد. ازاینرو، روش اجزای محدود را میتوان برای تحلیل مکانیکی و سازهای محصولات چندسازه چوب پلاست به کار گرفت [10]. José da Silva و همکاران (2012) نمونههای چوب پلاست ساختهشده از الیاف موز و سیسال را با روش اجزای محدود بهصورت دو و سه بعدی تحلیل کردند. آنها نشان دادند که نتایج حاصل از روش اجزای محدود تطابق خوبی با نتایج آزمایش تجربی نمونههای چوب پلاست داشتند [11]. Shankar و همکاران (2013) مقاومت خمشی، مقاومت کششی و مقاومت به ضربه چندسازه اپوکسی-الیاف موز را با روش اجزای محدود تحلیل کردند. نتایج نشان داد که تنش، کرنش و جابجایی نمونههای آزمونی مطابقت خوبی با دادههای آزمایشگاهی داشتند [12]. Prasad و همکاران (2014) با تحلیل مقاومت کششی نمونههای پروفیل کامپوزیت چوب پلاست ساختهشده از الیاف جوت و موز با روش اجزای محدود نشان دادند که این روش با دقت مطلوبی مقاومتهای نمونههای ساختهشده را پیشبینی میکند [13]. Suryawanshi و همکاران (2016) با تحلیل شکست نمونههای چوب پلاست ساختهشده از الیاف موز با روش اجزای محدود نشان دادند که این روش با دقت خوبی رفتار شکست نمونههای چوب پلاست را در برابر ضربه پیشبینی میکند [14]. Bi (2018) نشان داد که روش اجزای محدود بهعنوان روشی عددی نسبت به روشهای تئوری ارجحیت بیشتری دارد، زیرا خواص مکانیکی چندسازه چوب پلاست را با دقت بیشتری پیشبینی میکند [15]. Roy و همکاران (2018) نتایج تجربی حاصل از اندازهگیری مقاومتهای چندسازه پلیاتیلن- آرد چوب، پوسته موجودات دریایی و جلبک دریایی را با نتایج حاصل از روش اجزای محدود مقایسه کردند. نتایج آنها نشان داد که دادههای حاصل از آزمایشهای مطابقت خوبی با نتایج شبیهسازیشده و محاسبهشده با روش اجزای محدود داشت [16]. Gupta و همکاران (2020) با بررسی تأثیر درصد الیاف بر مقاومتهای مکانیکی چندسازه-الیاف موز-اپوکسی و تحلیل آنها با روشهای تئوری و روش عددی اجزای محدود نشان دادند که روش اجزای محدود تطابق خوبی با دادههای حاصل از نمونههای آزمایشگاهی و همچنین روشهای تئوری داشت [17]. Pagar و Suryawanshi (2021) مقاومت خمشی و کششی چندسازه ساختهشده از پوسته بادامزمینی و الیاف نارگیل-اپوکسی را بررسی کردند و سپس آنها را با روش اجزای محدود در نرمافزار ANSYS تحلیل و پیشبینی کردند. نتایج آنها نشان داد که روش اجزای محدود با دقت قابلقبولی آنها را پیشبینی کرد و روشی قابلاعتماد برای برآورد مقاومتهای محصولات ساختهشده از این چندسازهها میباشد [18]. Sathishkumar و همکاران (2021) با تحلیل و پیشبینی مقاومتهای چندسازه ساختهشده از الیاف سیسال-خاکستر ذغال سنگ-رزین اپوکسی با روش اجزای محدود با نرمافزار ANSYS نشان دادند که این روش زمانی با دقت بالا و قابلقبولی میتواند مقاومتها را پیشبینی کند که اختلاط ترکیبات چندسازه به نحو مطلوبی انجامشده باشد [19]. با توجه به موفقیت روش اجزای محدود در پیشبینی خواص پروفیلهای با اشکال مختلف از یک ترکیب مشابه از روی آزمایش نمونههای کوچک، در این تحقیق پروفیلهای مختلف تولیدشده توسط شرکت چوب پلاست عصر هنر با عنوان تجاری @Plastowood در ANSYS مدلسازی و سپس با اعمال بار تحلیل شدند. با مقایسه دادههای اندازهگیری شده با دادههای پیشبینیشده با روش اجزای محدود (با نرمافزار ANSYS)، دقت مدلسازی محاسبه و قابلیت تعمیمپذیری نتایج بررسی شد.
مواد و روش های بررسی عملکرد خمشی پروفیل کامپوزیت چوب پلاست
مواد
در این تحقیق پروفیل کامپوزیت چوب پلاست از شرکت چوب پلاست عصر هنر با عنوان تجاری @Plastowood تهیه شدند. شکل 1 نمایی از پروفیلهای آزمایششده را نشان میدهد.
الف: پروفیل D7
ب: پروفیل D11
ج: پروفیل D13
د: پروفیل D15
ه: پروفیل T7
شکل 1- پروفیل کامپوزیت چوب پلاست آزمایششده در این مطالعه
محصولات این شرکت بر پایه پلیاتیلن سنگین[9] است که بر اساس درصد وزنی 50:50 نسبت به خاکاره تولید میشوند. همچنین از پلی اتیلن وکس بهعنوان روان کننده به نسبت 1 درصد وزنی و پلیاتیلن گرافت شده با مالئیک انیدرید (PE-g-MA) تولیدشده شرکت آریا پلیمر پیشگام بهعنوان عامل جفت کننده با 2 درصد وزنی استفاده برای ساخت محصول استفاده میشود. در این تحقیق ابتدا آزمایش خمش بر روی نمونههای کوچک با ابعاد 1×7×25 سانتیمتر (به ترتیب ضخامت، پهنا و طول) با طول دهانه 18 سانتیمتر با 6 تکرار انجام شد (پروفیل T7). سپس از میانگین مدول الاستیسیته آنها بهعنوان داده ورودی در ANSYS برای مدلسازی با روش اجزای محدود استفاده شد. ضریب پواسون نیز برای چوب پلاست 3/0 در نظر گرفته شد. سپس، آزمایش خمش بر روی دو پروفیل توپر (D7 و D11) و دو پروفیل توخالی (D13 و D15) با طول دهانههای 18 و 45 سانتیمتر با سه تکرار انجام شد. آزمایش بر اساس استاندارد EN 310 [20] انجام شد. سرانجام با فرمولهای زیر MOR و MOE نمونهها محاسبه شد.
که در آن، MOR[10] مدول گسیختگی نمونهها (MPa)، MOE[11] مدول الاستیسیته خمشی نمونهها (MPa)، M لنگر خمشی نمونهها (N.mm)، C فاصله از خط خنثی تا سطوح (mm)، I ممان اینرسی مقطع نمونهها (mm)، L طول دهانه (mm)، نسبت اختلاف 40 و 10 درصد نیروی نهایی به جابجایی متناظر آن است.
مدلسازی با روش اجزای محدود با نرمافزار ANSYS
برای مدلسازی با روش اجزای محدود مدلها در نرمافزار ANSYS آماده شدند. شکل 2 مدلهای تهیهشده در محیط انسیس در حالت بارگذاری و ایجاد تکیه گاه نشان میدهد. بار با ایجاد خطی در وسط نمونه ها بهصورت متمرکز به آنها اعمال شد. برای شبیهسازی تیر ساده، در خط لبه زیرین نمونه در یکطرف تکیهگاه مفصلی و در طرف دیگر تکیهگاه غلطکی ایجاد شد. برای مش بندی نیز از حالت متوسط نرمافزار استفاده شد. سپس مقدار حداکثر تنش و میزان جابجایی در سطح زیرین نمونه از خروجی نرمافزار به دست آمد و با روش تجربی مقایسه شد. برای بررسی میزان حداکثر تنش خمشی، خطی در وسط طول دهانه در سطح زیرین نمونه (شکل 3 قسمت الف) ایجاد شد و میانگین مقادیر تنش روی آن خط بهعنوان حداکثر تنش در نظر گرفته شد و این محاسبه برای تمامی نمونه انجام شد. علاوه بر این، برای نشان دادن اختلاف بین توزیع تنشها بهصورت تحلیلی و روش اجزای محدود، توزیع تنش در طول تیر در سطح زیرین نمونه تا وسط طول دهانه و همچنین توزیع تنش از سطح زیرین تا مرکز سطح برای یکی از نمونههای هر تیمار بهعنوانمثال بررسی شد و با روش تحلیلی مقایسه شد. شکل 3 نحوه بررسی توزیع تنشها در محیط انسیس را در شرایط مختلف نشان میدهد.
ارزیابی دقت پیشبینی
برای بررسی دقت پیشبینی روش اجزای محدود از میانگین مطلق درصد خطا[12] استفاده شد، که فرمول محاسبۀ آنها بهصورت رابطه 4 است:
(4)
که در آنها Yi مقادیر اندازهگیری شده، Yp مقادیر پیشبینیشده و n تعداد کل دادههاست.
اعمال بار | ایجاد تکیهگاه | |
الف: پروفیل D7 | ||
ب: پروفیل D11 | ||
ج: پروفیل D13 | ||
د: پروفیل D15 |
شکل 2- مدلهای آمادهشده در محیط ANSYS Workbench
الف: توزیع تنش در سطح زیرین در وسط نمونه | ب: توزیع تنش از سطح زیرین تا مرکز سطح مقطع | ج: توزیع تنش در طول تیر تا وسط نمونه |
شکل 3- بررسی توزیع تنش برای پروفیل D7 در محیط ANSYS Workbench
نتایج و بحث عملکرد خمشی پروفیل کامپوزیت چوب پلاست
نمودار نیرو-جابجایی مربوط به نمونه های موردمطالعه در طول دهانه های 180 و 450 میلیمتر در شکلهای 4 و 5 ارائهشده است. مشاهده میشود که بیشترین نیروی تحمل شده در هر دو طول دهانه به ترتیب مربوط به پروفیلهای D13، D15، D11 و D7 بوده است. از روی اطلاعات نمودارهای 4 و 5 مقادیر MOR و MOE برای نمونههای با طول دهانههای 180 و 450 میلیمتر محاسبه و نتایج آن در جدول 1 ارائهشده است. نتایج آزمایش خمش نمونه شاهد (پروفیل T7) با طول دهانه 180 میلیمتر نیز در جدول 2 ارائهشده است. جدول تجزیه واریانس آزمون فاکتوریل با متغیرهای طول دهانه و نوع پروفیل کامپوزیت چوب پلاست برای مقاومت خمشی و مدول الاستیسیته خمشی در جدول 3 ارائهشده است. نتایج نشان داد که تأثیر مستقل نوع پروفیل کامپوزیت چوب پلاست بر MOR معنیدار است، اما تأثیر مستقل طول دهانه و تأثیر متقابل آنها بر MOR معنیدار نیست. اما تأثیر مستقل و متقابل طول دهانه و نوع پروفیل بر MOE ازنظر آماری معنیدار است.
الف: پروفیل D7 | ب: پروفیل D11 | ||
ج: پروفیل D13 | د: پروفیل D15 |
شکل 4- نمودار نیرو و جابجایی برای پروفیلها با طول دهانه 180 میلیمتر
الف: پروفیل D7 | ب: پروفیل D11 | ||
ج: پروفیل D13 | د: پروفیل D15 |
شکل 5- نمودار نیرو و جابجایی برای پروفیلها با طول دهانه 450 میلیمتر
جدول 1- مقادیر MOR و MOE برای نمونه های بزرگ موردمطالعه با طول دهانه 180 و 450 میلیمتر
کد پروفیل | C (mm) | I (mm4) | L (mm) | MOR (MPa) | MOE (MPa) | Pmax (N) | Xmax (mm) | P10% (N) | P40% (N) | Xp10% (mm) | Xp40% (mm) | (P40%-P10%) | (Xp40%-Xp10%) |
D7 | 16/8 | 87/25338 | 180 | 82/22 | 07/3772 | 00/1574 | 505/2 | 160 | 632 | 18/0 | 78/0 | 472 | 6/0 |
D7 | 16/8 | 87/25338 | 180 | 65/24 | 25/3596 | 00/1700 | 024/3 | 172 | 682 | 228/0 | 908/0 | 510 | 68/0 |
D7 | 16/8 | 87/25338 | 180 | 21/23 | 64/3707 | 00/1601 | 74104/2 | 163 | 639 | 21384/0 | 82944/0 | 476 | 6156/0 |
D11 | 11/8 | 23/40952 | 180 | 11/30 | 75/3206 | 00/3380 | 63/3 | 336 | 1352 | 315/0 | 255/1 | 1016 | 94/0 |
D11 | 11/8 | 23/40952 | 180 | 47/25 | 34/3239 | 00/2860 | 952/2 | 288 | 1144 | 252/0 | 036/1 | 856 | 784/0 |
D11 | 11/8 | 23/40952 | 180 | 22/27 | 66/3203 | 00/3056 | 22/3 | 304 | 1224 | 276/0 | 128/1 | 920 | 852/0 |
D13 | 07/13 | 61/139799 | 180 | 49/20 | 33/2367 | 00/4870 | 032/2 | 490 | 1950 | 236/0 | 772/0 | 1460 | 536/0 |
D13 | 07/13 | 61/139799 | 180 | 98/18 | 10/2442 | 00/4510 | 768/1 | 445 | 1805 | 172/0 | 656/0 | 1360 | 484/0 |
D13 | 07/13 | 61/139799 | 180 | 05/18 | 60/2267 | 00/4290 | 765/1 | 430 | 1715 | 1675/0 | 66/0 | 1285 | 4925/0 |
D15 | 98/8 | 84/72565 | 180 | 47/24 | 29/3510 | 00/4395 | 04/3 | 435 | 1760 | 732/0 | 364/1 | 1325 | 632/0 |
D15 | 98/8 | 84/72565 | 180 | 73/20 | 51/3652 | 00/3723 | 375/2 | 386 | 1504 | 1875/0 | 7/0 | 1118 | 5125/0 |
D15 | 98/8 | 84/72565 | 180 | 93/19 | 87/3469 | 00/3580 | 0625/2 | 340 | 1428 | 1625/0 | 6875/0 | 1088 | 525/0 |
D7 | 16/8 | 87/25338 | 450 | 12/25 | 61/3741 | 00/693 | 05/22 | 69 | 5/277 | 2/1 | 375/5 | 5/208 | 175/4 |
D7 | 16/8 | 87/25338 | 450 | 72/24 | 19/3860 | 00/682 | 375/20 | 69 | 272 | 18/1 | 12/5 | 203 | 94/3 |
D7 | 16/8 | 87/25338 | 450 | 47/24 | 40/3647 | 00/675 | 21 | 5/67 | 75/270 | 225/1 | 4/5 | 25/203 | 175/4 |
D11 | 11/8 | 23/40952 | 450 | 25/25 | 18/3960 | 75/1133 | 7/18 | 75/113 | 75/453 | 12/1 | 1/5 | 340 | 98/3 |
D11 | 11/8 | 23/40952 | 450 | 63/25 | 96/3924 | 25/1151 | 1/19 | 25/116 | 460 | 16/1 | 22/5 | 75/343 | 06/4 |
D11 | 11/8 | 23/40952 | 450 | 80/24 | 94/3901 | 75/1113 | 82/18 | 25/111 | 25/446 | 12/1 | 1/5 | 335 | 98/3 |
D13 | 07/13 | 61/139799 | 450 | 89/20 | 15/3721 | 00/1986 | 825/9 | 198 | 794 | 6375/0 | 8125/2 | 596 | 175/2 |
D13 | 07/13 | 61/139799 | 450 | 45/20 | 52/3556 | 00/1944 | 9875/9 | 194 | 780 | 7375/0 | 975/2 | 586 | 2375/2 |
D13 | 07/13 | 61/139799 | 450 | 22/20 | 47/3625 | 00/1922 | 7625/9 | 194 | 768 | 6875/0 | 8375/2 | 574 | 15/2 |
D15 | 98/8 | 84/72565 | 450 | 23/20 | 19/3626 | 50/1453 | 42/14 | 144 | 582 | 9/0 | 06/4 | 438 | 16/3 |
D15 | 98/8 | 84/72565 | 450 | 10/21 | 39/3840 | 00/1516 | 7/14 | 150 | 608 | 3/1 | 42/4 | 458 | 12/3 |
D15 | 98/8 | 84/72565 | 450 | 94/20 | 30/3839 | 00/1504 | 2/14 | 150 | 602 | 08/1 | 16/4 | 452 | 08/3 |
C ارتفاع مقطع از سطح زیرین، I ممان اینرسی مقطع، L طول دهانه، MOR و MOE به ترتیب مدول گسیختگی و مدول الاستیسیته خمشی، Pmax و Xmax به ترتیب نیرو و جابجایی حداکثر، P10% و X10% به ترتیب ده درصد نیروی حداکثر و جابجایی متناظر آن و P40% و X40% به ترتیب چهل درصد نیروی حداکثر و جابجایی متناظر آن میباشد. |
جدول 2- مقادیر MOR و MOE برای نمونه های کوچک (پروفیلهای T7)
کد پروفیل | C (mm) | I (mm4) | L (mm) | MOR (MPa) | MOE (MPa) | Pmax (N) | Xmax (mm) | P10% (N) | P40% (N) | Xp10% (mm) | Xp40% (mm) | (P40%-10%) | (Xp40%-Xp10%) | |
T7 | 92/4 | 09/5585 | 180 | 32/29 | 60/3545 | 50/739 | 0525/6 | 25/74 | 5/295 | 405/0 | 7625/1 | 25/221 | 3575/1 | |
T7 | 92/4 | 09/5585 | 180 | 94/28 | 52/3497 | 75/729 | 3075/6 | 5/73 | 75/291 | 3675/0 | 725/1 | 25/218 | 3575/1 | |
T7 | 92/4 | 09/5585 | 180 | 28/31 | 34/3522 | 80/788 | 78/6 | 4/78 | 2/315 | 4275/0 | 89/1 | 8/236 | 4625/1 | |
T7 | 92/4 | 09/5585 | 180 | 61/23 | 27/3406 | 50/595 | 785/4 | 60 | 5/238 | 36/0 | 5/1 | 5/178 | 14/1 | |
T7 | 92/4 | 09/5585 | 180 | 33/27 | 06/3359 | 25/689 | 0175/5 | 69 | 29/275 | 319/0 | 655/1 | 29/206 | 336/1 | |
T7 | 92/4 | 09/5585 | 180 | 01/30 | 12/3524 | 80/756 | 345/6 | 2/75 | 4/302 | 39/0 | 7925/1 | 2/227 | 4025/1 | |
|
جدول 3- جدول تجزیه واریانس تأثیر مستقل و متقابل عوامل متغیر بر MOR و MOE پروفیل کامپوزیت چوب پلاست مختلف در طول دهانه های 180 و 450 میلیمتر
منابع تغییرات | MOR | MOE | |||||||
درجه آزادی | میانگین مربعات | مقدار F | Sig. | درجه آزادی | میانگین مربعات | مقدار F | Sig. | ||
طول دهانه | 1 | 222/0 | 123/0 | ns730/0 | 1 | 076/1932275 | 013/260 | *000/0 | |
نوع پروفیل | 3 | 087/52 | 897/28 | *000/0 | 3 | 904/662312 | 123/89 | *000/0 | |
طول دهانه × نوع پروفیل | 3 | 835/4 | 683/2 | ns082/0 | 3 | 145/449826 | 530/60 | *000/0 | |
– ns عدم معنیداری
– * معنیداری در سطح اعتماد 95 درصد |
نتایج تأثیر مستقل طول دهانه و نوع پروفیل در شکل 6 ارائهشده است. شکل 6 قسمتهای الف و ب نشان دادند که با افزایش طول دهانه از 180 به 450 میلیمتر، مقدار MOR و MOE به ترتیب 8/8 درصد کاهش و 7/17 درصد افزایش یافت. شکل 6 قسمتهای ج و د نیز نشان دادند که با تغییر نوع پروفیل مقدار MOR و MOE به ترتیب 1/33 و 2/24 درصد تغییر کرد. تأثیر متقابل طول دهانه و نوع پروفیل بر MOR و MOE و مقایسه آنها با پروفیل T7 بهعنوان نمونه کوچک و شاهد در شکل 7 ارائهشده است. نتایج قسمت الف شکل 7 نشان داد که با تغییر همزمان طول دهانه و نوع پروفیل مقادیر MOR حدود 9/43 درصد تغییر کرد، طوری که کمترین مقدار آن (MPa 17/19) مربوط به نمونه با طول دهانه 180 میلیمتر و پروفیل D13 و همچنین بیشترین مقدار آن (MPa 6/27) مربوط به نمونه با طول دهانه 180 میلیمتر و پروفیل D11 بود. علاوه بر این، نتایج قسمت ب شکل 7 نشان داد که با تغییر همزمان طول دهانه و نوع پروفیل مقدار MOE 6/66 درصد تغییر کرد، طوری که کمترین مقدار آن (MPa 2359) مربوط به نمونه با طول دهانه 180 میلیمتر و پروفیل D13 و بیشترین آن (MPa 3929) مربوط به نمونه با طول دهانه 450 میلیمتر و پروفیل D11 بود. نتایج نشان داد که MOR نمونه شاهد (پروفیل T7، MOR=28.42 MPa) با پروفیل D13 با طول دهانه 180 و پروفیل D11 با طول دهانه 180 که به ترتیب کمترین و بیشترین مقدار MOR را داشتند، به ترتیب 2/48 و 3 درصد بیشتر بود. MOE نمونه شاهد (پروفیل T7، MOE=3475.8 MPa) با نمونه پروفیل D13 با طول دهانه 180 میلیمتر و پروفیل D11 با طول دهانه 450 که به ترتیب کمترین و بیشترین مقدار MOR را داشتند، به ترتیب 3/47 بیشتر و 5/11 درصد کمتر بود.
الف: تأثیر مستقل طول دهانه بر MOR ب: تأثیر مستقل طول دهانه بر MOE
ج: تأثیر مستقل نوع پروفیل کامپوزیت چوب پلاست بر MOR د: تأثیر مستقل نوع پروفیل کامپوزیت چوب پلاست بر MOE
شکل 6- تأثیر مستقل طول دهانه و نوع پروفیل کامپوزیت چوب پلاست بر MOR و MOE
تأثیر متقابل طول دهانه و نوع پروفیل بر MOR و MOE و مقایسه آنها با پروفیل T7 بهعنوان نمونه کوچک و شاهد در شکل 7 ارائهشده است. نتایج قسمت الف شکل 7 نشان داد که با تغییر همزمان طول دهانه و نوع پروفیل مقادیر MOR حدود 9/43 درصد تغییر کرد، طوری که کمترین مقدار آن (MPa 17/19) مربوط به نمونه با طول دهانه 180 میلیمتر و پروفیل D13 و همچنین بیشترین مقدار آن (MPa 6/27) مربوط به نمونه با طول دهانه 180 میلیمتر و پروفیل D11 بود. علاوه بر این، نتایج قسمت ب شکل 7 نشان داد که با تغییر همزمان طول دهانه و نوع پروفیل مقدار MOE 6/66 درصد تغییر کرد، طوری که کمترین مقدار آن (MPa 2359) مربوط به نمونه با طول دهانه 180 میلیمتر و پروفیل D13 و بیشترین آن (MPa 3929) مربوط به نمونه با طول دهانه 450 میلیمتر و پروفیل D11 بود. نتایج نشان داد که MOR نمونه شاهد (پروفیل T7، MOR=28.42 MPa) با پروفیل D13 با طول دهانه 180 و پروفیل D11 با طول دهانه 180 که به ترتیب کمترین و بیشترین مقدار MOR را داشتند، به ترتیب 2/48 و 3 درصد بیشتر بود. MOE نمونه شاهد (پروفیل T7، MOE=3475.8 MPa) با نمونه پروفیل D13 با طول دهانه 180 میلیمتر و پروفیل D11 با طول دهانه 450 که به ترتیب کمترین و بیشترین مقدار MOR را داشتند، به ترتیب 3/47 بیشتر و 5/11 درصد کمتر بود. به طور کلی نتایج نشان داد که با افزایش طول دهانه مقاومت خمشی به مقدار کمی کاهش یافت و تأثیر آن معنیدار نبود، اما با افزایش طول دهانه مدول الاستیسیته به طور معنیداری افزایش یافت. محققین نشان دادهاند که با کاهش نسبت طول دهانه به ارتفاع مقطع آزمایش از مد خمشی به مد برشی میرود و این سبب میشود که مقاومت خمشی بیش از مقدار واقعی اندازهگیری گردد، اما مدول الاستیسیه خمشی کاهش مییابد، طوری که تأثیر آن بر مدول بیشتر از مقاومت خمشی گزارششده است [1]. با کاهش طول دهانه، نسبت طول دهانه به ارتفاع مقطع نمونه نیز کاهشیافته که به نوبه خود سبب افزایش مقاومت خمشی و کاهش مدول الاستیسیته میشود. نتایج همچنین نشان داد که پروفیلهای توپر مقاومت و مدول الاستیسیه خمشی بیشتری از پروفیلهای توخالی از خود نشان دادند، که دلیل آن به نحوه توزیع تنش در آنها نسبت داده میشود. بهطوریکه وقتی نمونهای زیر بار خمشی قرار میگیرد، تنش فشاری و کششی در سطوح آن و تنش برشی در مرکز سطح مقطع نمونه متمرکز میشود. طی فراوری مذاب چوب پلاست برای تولید پروفیل بهخصوص در قالب انتهایی آن، سطوح بیرونی قالب تحت نیروی گریز از مرکز و جریان برشی حاکم ماده را با تراکم بیشتری به سطوح منتقل میکند و با افزایش دانسته سطوح پروفیل سبب افزایش مقاومت خمشی میشود. علاوه بر این، پلاستیک به دلیل جریان پذیری و روانی بیشتر نسبت به پرکنندههای سلولزی و معدنی به سطوح منتقل میشود و به دلیل پیوستگی بهتر نسبت به ذرات پرکننده سبب افزایش مقاومت خمشی بهخصوص در سطح زیر بارکششی میشوند. از سوی دیگر، وقتی پروفیل از قالب به بیرون هدایت میشود مواد فرار در سطوح مشرف به هوای آزاد از داخل توده مذاب خارج میشود و دانسته ماده در این قسمت بیشتر میشود. به همین دلیل در پروفیلهای توخالی دانسته در سطوح بیشتر از تیغههای میانی است [1].
الف: تأثیر متقابل طول دهانه و نوع پروفیل بر MOR | ب: تأثیر متقابل طول دهانه و نوع پروفیل بر MOE |
شکل 7- تأثیر متقابل طول دهانه و نوع پروفیل کامپوزیت چوب پلاست بر MOR و MOE و مقایسه آنها با پروفیل کوچک (شاهد)
MOR و خیز محاسبهشده با روش اجزای محدود و خطای پیشبینی آن در جدول 4 و میزان تطابق آن در شکل 8 ارائهشده است. نتایج نشان داد که روش اجزای محدود مقدار MOR را به ترتیب در نیروی حداکثر و 40 درصد نیروی حداکثر با میانگین خطای 03/3 و 74/2 پیشبینی کرد. اما خطای پیشبینی خیز متناظر آنها به ترتیب 25/15 و 5/15 درصد بود. علاوه بر این، شکل 8 نیز تطابق خوبی بین دادههای پیشبینیشده با روش اجزای محدود و دادههای تجربی نشان میدهند. نتایج نشان داد که خطای پیشبینی برای پروفیلهای توخالی بیشتر از پروفیلهای توپر بوده است. دقت پیشبینی مدلها برای پیشبینی خواص مواد بر مبنای میانگین قدر مطلق درصد خطا (MAPE) عبارتاند از: کمتر از 10 خطا (دقت پیشبینی بالا)، بین 10 تا 20 درصد خطا (دقت پیشبینی خوب) و بین 20 تا 50 درصد خطا (دقت پیشبینی منطقی) [21]. بر مبنای این دستهبندی میتوان نتیجه گرفت که روش اجزای محدود مقادیر MOR را با دقت بالا و مقادیر خیز را با دقت خوبی پیشبینی کرده است. نتایج ارائهشده برای پیشبینی MOR و خیز با روش اجزای محدود تطابق خوبی با تحقیقات گذشته از خود نشان داد [14,16,17,19,22].
جدول 4- خطای روش اجزای محدود برای پیشبینی MOR و خیز در نیروی حداکثر و 40 درصد آن
تجربی | روش اجزای محدود | مقدار خطا | |||||||||||
Pmax | 0.4Pmax | Pmax | 0.4Pmax | Pmax | 0.4Pmax | ||||||||
MOR (MPa) | Xmax | MOR 0.4(MPa) | X0.4 | MOR (MPa) | Xmax | MOR 0.4(MPa) | X0.4 | MOR (MPa) | Xmax | MOR 0.4(MPa) | X0.4 | ||
82/22 | 505/2 | 16/9 | 78/0 | 93/22 | 43/2 | 21/9 | 98/0 | 49/0 | 87/2 | 49/0 | 25/25 | S-D7-1 | طول دهانه کوتاه |
65/24 | 024/3 | 89/9 | 908/0 | 77/24 | 63/2 | 94/9 | 05/1 | 49/0 | 10/13 | 49/0 | 10/16 | S-D7-2 | |
21/23 | 74104/2 | 26/9 | 82944/0 | 33/23 | 47/2 | 31/9 | 99/0 | 49/0 | 71/9 | 49/0 | 09/19 | S-D7-3 | |
11/30 | 63/3 | 04/12 | 255/1 | 42/30 | 53/3 | 17/12 | 41/1 | 04/1 | 82/2 | 04/1 | 43/12 | S-D11-1 | |
47/25 | 952/2 | 19/10 | 036/1 | 74/25 | 98/2 | 30/10 | 19/1 | 04/1 | 11/1 | 04/1 | 24/15 | S-D11-2 | |
22/27 | 22/3 | 90/10 | 128/1 | 50/27 | 19/3 | 02/11 | 28/1 | 04/1 | 95/0 | 04/1 | 24/13 | S-D11-3 | |
49/20 | 032/2 | 20/8 | 772/0 | 89/19 | 66/1 | 96/7 | 67/0 | 94/2 | 25/18 | 94/2 | 84/13 | S-D13-1 | |
98/18 | 768/1 | 59/7 | 656/0 | 42/18 | 54/1 | 37/7 | 62/0 | 94/2 | 99/12 | 94/2 | 14/6 | S-D13-2 | |
05/18 | 765/1 | 22/7 | 66/0 | 52/17 | 46/1 | 00/7 | 59/0 | 94/2 | 09/17 | 94/2 | 36/11 | S-D13-3 | |
47/24 | 04/3 | 80/9 | 364/1 | 13/23 | 48/2 | 26/9 | 00/1 | 50/5 | 27/18 | 50/5 | 05/27 | S-D15-1 | |
73/20 | 375/2 | 37/8 | 7/0 | 59/19 | 10/2 | 91/7 | 85/0 | 50/5 | 38/11 | 50/5 | 47/21 | S-D15-2 | |
93/19 | 0625/2 | 95/7 | 6875/0 | 84/18 | 02/2 | 51/7 | 81/0 | 50/5 | 87/1 | 50/5 | 43/17 | S-D15-3 | |
12/25 | 05/22 | 06/10 | 375/5 | 52/25 | 37/15 | 22/10 | 15/6 | 61/1 | 32/30 | 61/1 | 47/14 | L-D7-1 | طول دهانه بلند |
72/24 | 375/20 | 86/9 | 12/5 | 12/25 | 12/15 | 02/10 | 03/6 | 61/1 | 79/25 | 61/1 | 78/17 | L-D7-2 | |
47/24 | 21 | 81/9 | 4/5 | 86/24 | 97/14 | 97/9 | 00/6 | 61/1 | 74/28 | 61/1 | 16/11 | L-D7-3 | |
25/25 | 7/18 | 10/10 | 1/5 | 86/25 | 20/16 | 35/10 | 48/6 | 45/2 | 37/13 | 45/2 | 13/27 | L-D11-1 | |
63/25 | 1/19 | 24/10 | 22/5 | 41/25 | 91/15 | 49/10 | 57/6 | 89/0 | 68/16 | 45/2 | 91/25 | L-D11-2 | |
80/24 | 82/18 | 94/9 | 1/5 | 50/27 | 91/15 | 18/10 | 38/6 | 90/10 | 44/15 | 45/2 | 02/25 | L-D11-3 | |
89/20 | 825/9 | 35/8 | 8125/2 | 78/19 | 86/7 | 91/7 | 14/3 | 30/5 | 96/19 | 30/5 | 78/11 | L-D13-1 | |
45/20 | 9875/9 | 20/8 | 975/2 | 36/19 | 70/7 | 77/7 | 09/3 | 30/5 | 93/22 | 30/5 | 81/3 | L-D13-2 | |
22/20 | 7625/9 | 08/8 | 8375/2 | 14/19 | 61/7 | 65/7 | 04/3 | 30/5 | 05/22 | 30/5 | 17/7 | L-D13-3 | |
23/20 | 42/14 | 10/8 | 06/4 | 71/19 | 24/11 | 89/7 | 50/4 | 60/2 | 06/22 | 60/2 | 84/10 | L-D15-1 | |
10/21 | 7/14 | 46/8 | 42/4 | 55/20 | 72/11 | 24/8 | 70/4 | 60/2 | 26/20 | 60/2 | 36/6 | L-D15-2 | |
94/20 | 2/14 | 38/8 | 16/4 | 39/20 | 63/11 | 16/8 | 65/4 | 60/2 | 11/18 | 60/2 | 89/11 | L-D15-3 | |
03/3 | 25/15 | 74/2 | 50/15 | میانگین خطای مطلق |
الف) تطابق دادههای MOR برای Pmax
ب) تطابق دادههای MOR برای 0.4Pmax
ج) تطابق دادههای خیز برای Pmax
د) تطابق دادههای خیز برای 0.4Pmax
شکل 8- تطابق دادههای MOR و خیز حاصل از مطالعه تجربی و روش اجزای محدود برای نیروی حداکثر و Pmax 4/0 برای پروفیلهای موردمطالعه
در این مطالعه توزیع تنش سطح زیرین نمونه تا وسط طول دهانه و همچنین در وسط طول دهانه از سطح زیرین تا مرکز سطح نمونه به روش تجربی و با روش اجزای محدود محاسبه شد و نتایج آن برای پروفیلهای مختلف با طول دهانههای 180 و 450 میلیمتر برای بار حداکثر و 40% بار حداکثر در شکل 9 ارائهشده است. نتایج نشان داد که نتایج حاصل از روش اجزای محدود تطابق خوبی برای پیشبینی توزیع تنش از خود نشان میدهد. در این مطالعه از آنالیز خطی در روش اجزای محدود استفاده شد، اما به دلیل رفتار ترد محصولات چوب پلاست، تطابق خوبی بین دادههای پیشبینیشده با ANSYS و روش تحلیلی به دست آمد.
پروفیل D7 (طول دهانه mm 180)
پروفیل D7 (طول دهانه mm 450)
پروفیل D11 (طول دهانه mm 180)
پروفیل D11 (طول دهانه mm 450)
پروفیل D13 (طول دهانه mm 180)
پروفیل D13 (طول دهانه mm 450)
پروفیل D15 (طول دهانه mm 180)
پروفیل D15 (طول دهانه mm 450)
شکل 9- مقایسه توزیع تنش روش تجربی و FEM تا وسط دهانه و از سطح زیرین تا مرکز سطح برای پروفیلهای مختلف در طول دهانههای مختلف،
الف) و ب) به ترتیب توزیع تنش از سطح زیرین تا مرکز سطح برای Pmax و 0.4Pmax، ج) و د) به ترتیب توزیع تنش تا وسط طول دهانه در سطح زیرین نمونه برای Pmax و 0.4Pmax
نتیجه گیری عملکرد خمشی پروفیل کامپوزیت چوب پلاست
امروزه شبیهسازی و پیشبینی رفتار مکانیکی مواد بهجای اندازهگیری مستقیم آنها به دلیل کاهش زمان و هزینه اندازهگیری به طور چشمگیری موردتوجه پژوهشگران و صنعتگران قرارگرفته است، تا بتوانند با دقت بالایی رفتار مواد را زیر بار خارجی پیشبینی کرده و برای کاربردهای مختلف آن را تحلیل و طراحی کنند. روشهای مختلفی برای پیشبینی خواص چندسازههای چوب پلاست وجود دارند، که برحسب درصد اجزای ترکیب چندسازه خواص آن پیشبینی میشود، که در مقدمه به آن اشاره شد. از آنجایی، که در شرکتهای تولیدکننده محصول چوب پلاست، فرمولاسیون به طور مستمر تغییر نمیکند و آنچه بیشتر از همه متغیر است شکل پروفیلهای تولیدی است، در این تحقیق سعی بر آن شد تا از روش اجزای محدود برای پیشبینی پروفیلهای مختلف آن استفاده شود. ازاینرو، در این تحقیق ابتدا خواص پروفیلهای توخالی و توپر چندسازه چوب-پلاستیک با روش آزمایشگاهی اندازهگیری و سپس با روش اجزای محدود و توسط نرمافزار ANSYS پیشبینی و دقت آن ارزیابی شد.
نتایج کلی
نتایج کلی نشان داد که با افزایش طول دهانه مقدار MOR کاهشیافته است، اما ازنظر آماری معنیدار نبود. اما مقدار MOE با افزایش طول دهانه افزایش یافت، که ازنظر آماری معنیدار بود. از سوی دیگر، تأثیر تغییر شکل سطح مقطع پروفیل بر MOR و MOE بسیار بیشتر از تغییر طول دهانه بود و ازنظر آماری نیز هر دو معنیدار بودند. بااینکه با تغییر مستقل طول دهانه و نوع پروفیل مقدار MOR به ترتیب %8/8 و %1/33 و مقدار MOE به ترتیب %7/17 و %2/24 تغییر کرد، و با توجه به اینکه با تغییر متقابل طول دهانه و نوع پروفیل مقادیر MOR و MOE به ترتیب %9/43 و %6/66 تغییر کرد، اما نتایج نشان داد که روش اجزای محدود با دقت بسیار بالایی مقدار تنش حداکثر در سطوح و توزیع تنشها را در طول و مقطع عرضی تیر (با خطای کمتر از 3 درصد) و مقدار خیز پروفیلهای مختلف را نیز با دقت خوبی پیشبینی میکند (خطای کمتر از 15 درصد). این در حالی است که تحلیل مورداستفاده در این تحقیق از نوع خطی بوده است. به همین دلیل خطای پیشبینی در نمونههای با طول دهانههای بالاتر که با توجه به مقایسه شکلهای 4 و 5 از خود رفتار شکلپذیرتری نشان داده است، بیشتر بوده و با خطای بیشتری تنش و خیز را پیشبینی کرده است. از طرف دیگر در این تحقیق از دادههای مدول الاستیسیته و ضریب پوآسون نمونههای کوچک بهعنوان داده ورودی به نرمافزار برای پیشبینی استفادهشده است. طوری که هرچه نمونه کوچکتر باشد، با توجه به معایب کمتری که در آن وجود دارد، مقاومت و سفتی بیشتری از خود نشان میدهد. به همین دلیل در هنگام تعمیم به نمونههای بزرگتر خطای بیشتری ایجاد میکند. به همین دلیل بهتر است مدول و ضریب پوآسون هر پروفیل بهعنوان داده ورودی برای پیشبینی استفاده شود که خطای بسیار کمتری برای پیشبینی از خود نشان میدهد.
برای اعتبارسنجی نتایج این تحقیق میتوان از فرمولاسیونهای مختلف چوب پلاست، یا محصولات چندین شرکت داخل کشور با سطح مقطع متفاوت نمونه تهیه کرد و با روشهای پیشبینی مختلف خواص آنها را پیشبینی و با یکدیگر مقایسه کرد. تحلیل خطی به دلیل سادگی و زمان کمتر برای تحلیل معمولاً بیشتر موردتوجه قرار میگیرند. برای مطالعه جامع درباره پیشبینی خواص مواد و همچنین مطالعه رفتار ماده در ناحیه پلاستیک، پیشنهاد میشود در مطالعات بعدی دقت تحلیل خطی و غیرخطی با یکدیگر مقایسه شود.
سپاسگزاری
این تحقیق با حمایت و همکاری شرکت پلاستوود (چوب پلاست عصر هنر) اجراشده است. بدینوسیله از همکاری بیشائبه مدیرعامل، هیئتمدیره و همچنین کارکنان زحمتکش آن شرکت تشکر و قدردانی میشود.
اکبر رستم پور هفتخوانی1*، آرش چاوشی2، محمد عربی3
- استادیار گروه منابع طبیعی، دانشکده کشاورزی و منابع طبیعی، دانشگاه محقق اردبیلی، اردبیل، ایران
- دانشآموخته کارشناسی ارشد فراوردههای چندسازه چوب، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان، گرگان، ایران
- استادیار، گروه علوم و صنایع چوب و کاغذ، دانشکده منابع طبیعی، دانشگاه زابل، زابل، ایران
منابع
[1] Ebrahimi, G. and Rostampour-haftkhani, A., 2010. Wood-Plastic Composites (translation). University Of Tehran Press,, 900 p. (In Persian).
[2] Madhoushi, M. and Chavoshi, A., 2012. Investigation on the withdrawal strength of screw, nail and water absorption of Nanoclay-MDF dust-PP composite. Iranian Journal of Wood and Paper Industries, 3 (1), 52-66.
[3] Motie, N., Ebrahimi, G., Tajvidi, M. and Layeghi, M., 2013. Minimizing hot-press time in the manufacturing process of wood plastic composites. Iranian Journal of Wood and Paper Industries, 4 (2), 79-90.
[4] Ansari Movahed, D., Jonoobi, M. and Djafari Petroudy, S.R., 2021. Effects of maleic anhydride and oxidizer on mechanical and contact angle of polypropylene and cellulose nanocrystals composites. Iranian Journal of Wood and Paper Industries, 12 (2), 299-307.
[5] Balasubramanian, K., Rajeswari, N. and Vaidheeswaran, K., 2020. Analysis of mechanical properties of natural fibre composites by experimental with FEA. Materials Today: Proceedings, 28, 1149-1153.
[6] Pujari, S., Ramakrishna, A. and Padal, K.B., 2017. Prediction of swelling behaviour of jute and banana fiber composites by using ANN and regression analysis. Materials Today: Proceedings, 4 (8), 8548-8557.
[7] Srivabut, C., Ratanawilai, T. and Hiziroglu, S., 2021. Statistical modeling and response surface optimization on natural weathering of wood–plastic composites with calcium carbonate filler. Journal of Material Cycles and Waste Management, 23 (4), 1503-1517.
[8] Summerscales, J., Virk, A.S. and Hall, W., 2019 Enhanced rules-of-mixture for natural fibre reinforced polymer matrix (nfrp) composites (comment on lau et al. in volume 136). Composites Part B: Engineering, 160, 167-169.
[9] Venkateshwaran, N. and ElayaPerumal, A., 2011 Modeling and evaluation of tensile properties of randomly oriented banana/epoxy composite. Journal of reinforced plastics and composites, 30 (23), 1957-1967.
[10] Mohamadzadeh, M., Haftkhani, A.R., Ebrahimi, G. and Yoshihara, H., 2012. Numerical and experimental failure analysis of screwed single shear joints in wood plastic composite. Materials & Design, 35, 404-413.
[11] Silva, L.J., Panzera, T.H., Christoforo, A.L., Durão, L.M. and Lahr, F.A.R., 2012 Numerical and experimental analyses of biocomposites reinforced with natural fibres. International Journal of Materials Engineering, 43-49.
[12] Shankar, P.S., Reddy, K.T., Sekhar, V.C. and Sekhar, V., 2013 Mechanical performance and analysis of banana fiber reinforced epoxy composites. International journal of recent Trends in Mechanical Engineering, 1 (4), 1-10.
[13] Prasad, V., Joy, A., Venkatachalam, G., Narayanan, S. and Rajakumar, S., 2014 Finite element analysis of jute and banana fibre reinforced hybrid polymer matrix composite and optimization of design parameters using ANOVA technique. Procedia Engineering, 97, 1116-1125.
[14] Suryawanshi, R.T., Venkatachalam, G. and Vimalanand, S.V., 2016. Determination of stress intensity factor of banana fibre reinforced hybrid polymer matrix composite using finite element method. Periodica Polytechnica Mechanical Engineering, 60 (3), 180-184.
[15] Bi, Z., 2017. Finite element analysis applications: a systematic and practical approach. Academic Press.
[16] Roy, H., Pahlevani, F., Cholake, S., Echeverria, C., Banerjee, A. and Sahajwalla, V., 2018. Simulation of Marine Bio-Composite Using Empirical Data Combined with Finite Element Technique. Journal of Composites Science, 2 (3), 48.
[17] Gupta, U.S., Dhamarikar, M., Dharkar, A., Tiwari, S. and Namdeo, R., 2020. Study on the effects of fibre volume percentage on banana-reinforced epoxy composite by finite element method. Advanced Composites and Hybrid Materials, 3 (4), 530-540.
[18] Pagar, A.H. and Suryawanshi, S., 2021. Finite Element Analysis of Groundnut Shell and Coir Fiber Mix Epoxy Composite Moulding and Testing.
[19] Sathishkumar, G., Mohamed Akheel, M., Ibrahim, M., Rajkumar, G., Karpagam, R. and Gopinath, B., 2021. Experimental and Finite Element Analysis of Lignite Fly Ash on the Mechanical Properties of Sisal-added Polymer Matrix Composite Using ANSYS Workbench. Journal of Natural Fibers, 1-25.
[20] Standardization-CEN, E.C.f. and Standardization-CEN, E.C.f., 2020. EN 310: determination of modulus of elasticity in bending and bending strength. CEN Brussel.
[21] Lewis, C.D., 1982. Industrial and business forecasting methods: A practical guide to exponential smoothing and curve fitting. Butterworth-Heinemann.
[22] Rajesh, M., Srinag, T., Prasanthi, P. and Venkataraovenkatarao, K., 2016 Finite element analysis of coir / Banana fiber reinforced composite material. nternational Journal of Advanced Research inMechanical Engineering & Technology 2(4), 29–33.
[1] – Finite element analysis (FEA)
[2] – Artificial neural network (ANN)
[3] – Rule of hybrid mixture (RoHM)
[4]– Halpin-Tsai
[5]– Hirsch
[6]– Bowyer and Bader
[7]– Halpi–Pagano
[8]– Hui-Shia
[9]– High-density polyethylene (HDPE)
[10]– Modulus of Rupture (MOR)
[11]– Modulus of Elasticity (MOE)
[12]– Mean Absolute Percentage Error (MAPE)
فایل pdf این مقاله را میتوانید از اینجا دریافت کنید.
بدون دیدگاه