Numerična analiza obremenjevanja kompozitov z gumeno matricoBuh, Emil (Avtor) Kramberger, Janez (Mentor) Donik, Žiga (Komentor) gumeni kompozitnajlonska vlaknahiperelastičnostBlatz-Ko modelmetoda končnih elementovANSYS MAPDLnumerična simulacijaMagistrsko delo obravnava numerično analizo mehanskega odziva kompozitnega materiala z gumeno matrico in najlonskimi ojačitvenimi vlakni pri kvazistatičnih nateznih obremenitvah. Izhodišče raziskave so eksperimentalni natezni preizkusi, izvedeni na posameznih fazah kompozita ter v dveh konfiguracijah kompozita z orientiranostjo vlaken pod različnimi koti in dveh debelinah preizkušanca. Na podlagi eksperimentalnih podatkov so bili določeni materialni parametri posameznih faz. Gumena matrica je bila opisana s hiperelastičnim materialnim modelom Blatz-Ko, ojačitvena najlonska vlakna pa z linearno elastičnim. Numerični model je bil razvit v programskem okolju ANSYS Mechanical APDL z uporabo volumskih elementov SOLID185 za matrico ter diskretnih ojačitvenih elementov REINF264 za vlakna vgrajena v matrico. Geometrija in računska mreža sta bili pripravljeni v programskem jeziku Python z uporabo knjižnice PyMAPDL. Primerjava simuliranih rezultatov z eksperimentalnimi podatki je pokazala, da se model z napako pod 20 % dobro ujema z eksperimentom pri deformaciji okoli 10 % za obe konfiguraciji in orientaciji vlaken. Ujemanje je boljše pri orientaciji 0°, kjer vlakna prevzamejo pretežni del obremenitve in je odziv pretežno linearen. Pri orientaciji 45° pride pri večjih deformacijah do izraza nelinearni prispevek gumene matrice, ki ga Blatz-Ko model opisuje manj natančno. Razvit numerični model predstavlja osnovo za nadaljnjo optimizacijo gumenih kompozitnih struktur ter odpira možnosti za zmanjšanje obsega eksperimentalnih testiranj pri razvoju novih aplikacij.[E. Buh]20262026-05-12 08:47:27Magistrsko delo/naloga98060UDK: 519.6:620.172(043.2)COBISS_ID: 280622339sl