بررسی پدیده ترک بین صفحه ای در مواد مرکب و محاسبه پارامترهای مکانیک شکست با استفاده ازروش المان محدود بسط یافته

در این مقاله، پدیده ترک بین صفحه ای در یک جسم دوماده ای 1 به منظور محاسبه ضریب تمرکز تنش ب رای مواد مرکب بررسی شده است. مدلسازی این نوع مسائل، ب دلیل ناپیوستگی میدان تنش و کرنش به واسطه دو ماده ای بودن، ناپیوستگی میدان جابجایی به واسطه وجود ترک و تکینگی ناشی از نوک ترک، در علم مکانیک جامدات و طراحی های مهندسی از اهمیت ویژه ای برخوردار است . لذا روشهای متنوع تحلیلی و عددی بکار رفته برای مدلسازی و حل آنها همواره با چالشها و محدودیت های زیادی روبرو بوده است . در این تحقیق، روش المان محدود بسط یافته 2 به شکلی توسعه داده شده است که ناپیوستگی های موجود در مساله را به راحتی مدلسازی و مساله را با دقت مناسب حل نماید. در این روش ناپیوستگی در میدان جابجایی، ناپیوستگی در میدان کرنش و تکینگی نوک ترک ، با غنی سازی توابع شکل در نودهای مجاور ناپیوستگی ها و نوک ترک، مدلسازی گردیده اند. در این روش مش بندی مستق ل از ابعاد و موقعیت ترک می باشد و نیاز به ریز کردن مش و یا استف اده از المانهای خاص در نواحی ناپیوستگی ها نمی باشد. جهت دسته بندی المان ها، مشخص کردن موقعیت و هندسه ترک و مرز تماس دو ماده در جسم، از توابع تراز 3 استفاده شده است. بر اساس این روش کد کامپیوتری تهیه شده و با استفاده از آن برای یک مساله ساده ضریب شدت ت نش محاسبه و با حل تحلیلی و نتایج حل عددی الما ن محدود کلاسیک مقایسه گردیده اس ت. نتایج بدست آمده نشان می دهد روش استفاده شده در این مقاله ضمن داشتن دقت مناسب ، مشکلات مدلسازی در روش المان محدود کلاسیک در این نوع مسائل را به خوبی برطرف نموده است.

کلیدواژه ها:

مواد مرکب ، ترک بین صفحه ای ، المان محدود بسط یافته ، ضریب شدت تنش