بررسي روش‌هاي تخمين طول عمر مواد كامپوزيتي تحت اثر عوامل محيطي

امروزه كامپوزيت‌ها به‌عنوان مواد مهندسي مناسب براي كاربردهاي مختلف شامل قطعات اتومبيل، سازه‌هاي هوافضايي، صنايع دريايي و نفتي طراحي و ساخته‌شده‌اند. مزيتهاي برجسته اين مواد از جمله سبكي، مقاومت و استحكام نسبت به وزن بالا در مقايسه با مواد ديگر باعث توسعه كاربرد آنها شده است. از طرفي قرار گرفتن قطعات كامپوزيتي در معرض شرايط محيطي متفاوت ميتواند منجر به ايجاد تغييرات دائمي در رفتار و خواص مكانيكي اين مواد گردد. ازاينرو بررسي تأثيرات شرايط محيطي بر دوام و طول عمر قطعات كامپوزيتي، به‌عنوان يكي از الزامات كليدي طراحي در صنايع مختلف مطرح‌شده است. چنين سازه‌هايي بايد طوري طراحي شوند كه در برابر شرايط محيطي اعمال شده در طول عمر مفيد سازه مقاومت كنند. به صورت كلي مدل هاي پيشبيني طول عمر مواد كامپوزيت تحت اثر عوامل محيطي شامل مدل هاي توسعه داده شده بر مبناي تئوري نرخ انرژي جنبشي، رويكرد پديدار شناختي، پيرشدگي تسريع شده و روش برهم نهي مي باشند. در روش هاي مبتني بر تئوري نرخ انرژي جنبشي (برهم نهي زمان-دما) ، بين عمر پيش بيني شده مورد نياز براي يك خاصيت معين و دماي آزمايش يك رابطه مرتبه اول لگاريتمي بر قرار مي شود. در رويكرد پديدارشناختي روابط جبري تخمين عمر بر مبناي شناخت تجربي پديدهها ارائه ميشود. در روش پيرشدگي تسريع شده با توجه به اينكه فرآيند طبيعي پيرشدگي كلي در بسياري از مواد پليمري همواره كند است و مشاهده اثرات پيرشدگي در يك مقياس زماني عملي بسيار دشوار مي باشد. از آزمايشهاي تسريع شده براي تعيين طول عمر مواد استفاده مي-شوند به نحوي كه با تسريع فرايند پيرشدگي امكان پيش بيني رفتار بلند مدت مواد را فراهم كنند. رويكرد برهم نهي به اثرات ناشي از تركيب عوامل محيطي )عمدتا رطوبت و دما( مي پردازد. بنابراين آسيب وارد شده به مواد كامپوزيت، به دليل اثرات تركيبي عوامل محيطي بر مبناي جمع آثار هر يك از اين عوامل تخمين زده ميشود. نظر به اهميت اين موضوع، در اين مقاله ضمن بررسي انواع مختلف روشهاي پيشبيني طول عمر كامپوزيتهاي پليمري تحت اثر عوامل محيطي، ويژگيها و محدودههاي كاربرد اين روشها مقايسه شده است.