Sifat lamina atau eka-arah komposit boleh ditentukan secara eksperimen dari
ujian kupon sederhana.Namun, kerana keanekaragaman sifat-sifat serat dan matriks yang
luas, adalah tidak sesuai untuk melakukan pengujian untuk semua bahan komposit yang
ada kerana ujian-ujian mengambil masa yang lama dan memerlukan kos yang tinggi.Ini
kerana matriks dan serat adalah merupakan fungsi beberapa pembolehubah; juzuk
individu bahan komposit, pecahan isipadu serat, geometri bungkusan, pemprosesan, dll.
Dengan menggunakan kaedah lain, sifat-sifat eka-arah komposit boleh dianggar
melalui analisis model matematik dengan menggunakan sifat-sifat individu bahan juzuk.
Ini boleh dilakukan melalui kaedah mikromekanikal dan makromekanikal di mana
anggaran sifat-sifat mekanikal boleh dilakukan apabila data ujian tidak tersedia. Melalui
kaedah ini, pembolehubah boleh dimanipulasi untuk mendapatkan sifat-sifat optimum
bagi serat komposit eka-arah yang diperlukan. Tujuan kajian ini adalah untuk menentukan bagaimana kedua-dua pembolehubah iaitu pecahan isipadu serat dan sudut orentasi serat boleh menghasilkan sifat-sifat
kekakuan dan kekuatan yang optimum melalui kaedah analisis model matematik dengan
bantuan program numerikal. Pengaturcara grafik pengguna, (GUI) yang ringkas mengabungkan program
numerikal, Matlab telah dibangunkan untuk membantu dalam melakukan perbandingan
di antara hasil analitik yang disahkan menggunakan data eksperimen dari penerbitan.
Model analitik tersebut mempunyai keputusan yang hampir dengan keputusan
eksperimen.Orientasi serat dan juzuk individu bahan yang berbeza diselidiki di mana
12
konstan elastik dan kekuatan untuk lamina eka-arah dan lamina luar paksi telah
ditentukan.
_______________________________________________________________________________________________________
Lamina or unidirectional composites properties can be determined experimentally
from simple coupon tests. However due to substantial diversity of fiber and matrix
properties, it is impractical to do testing for all available composite materials as testing is
time consuming and costly since they are the functions of several design variables; the
individual constituents of the composite material, fiber volume fraction, packing
geometry, processing, etc. Another approach is to develop an analytical mathematical modeling to predict
unidirectional composites properties by using properties of the constituent materials
through the procedures of micromechanical and macromechanics which can provide
useful approximate values when test data are unavailable. By using such approach, the
design variables can be manipulated to achieve required optimum mechanical properties
unidirectional continuous fiber composites. The purpose of this present study was to determine how both design variables
fiber volume fraction and fiber orientation variations can produce optimum stiffness and
strength properties by using analytical approach with the aid of numerical aided program.
A simplified graphical user interface, (GUI) based on the Matlab program has
been developed to assist in performing comparisons between analytical results .The
results were validated using experimental data from the literature. It was found that the
analytical model agreed well with those of the experiment results. Different fiber
orientation and fiber volume fraction were investigated in which the elastic constants and
strength for unidirectional lamina and off-axis lamina were obtained.
Numerical aided program for obtaining optimum combination of fibres, matrix and fiber volume fraction for aircraft applications / Imee Lister Daungkil