مطالعه آسیب در چندلایه های کامپوزیتی - فلزی حاوی ترک ماتریسی، جدایی بین لایه ای و پلاستیسته لایه فلزی

چند لایه های کامپوزیتی- فلزی ساختارهای ترکیبی جدیدی هستند که در آن چندین ورق فلزی نازک و لایه های کامپوزیت به هم متصل شده اند. این ساختارها دارای ویژگی هایی چون مقاومت خستگی بالا، مقاومت در برابر ضرب و جذب بالای انرژی بوده که باعث افزایش روز افزون کاربرد آن ها در صنایع مختلف شده است. FML ها مستعد بروز آسیب می باشند. در این مطالعه آسیب در FML تحت بار استاتیکی کششی شامل ترک های ماتریسی، جدایی بین لایه ای القایی ناشی از ترک ماتریسی و پلاستیسته لایه های فلزی بررسی شده است. با استفاده از مدل تحلیلی توزیع تنش و نرخ رهاسازی انرژی در FML حاوی ترک ماتریسی و جدایی بین لایه ای استخراج گردید. همچنین مدل سازی عددی FML حاوی آسیب های مذکور نیز انجام شد. نتایج توزیع تنش استخراج شده از مدل تحلیلی و عددی با هم مقایسه شد و بین نتایج انطباق خوبی مشاهده گردید. در ادامه نمونه های FML تحت آزمایش کشش قرار گرفتند و آسیب هایی که در آن-ها رخ داده بود نمایش داده شد. با استفاده از مدل تحلیلی و محاسبه نرخ رها سازی انرژی، اشباع ترک ماتریسی و شروع جدایی بین لایه ای در چگالی ترک ۰.۳۸ (فاصله دو ترک ۲.۷ میلیمتر) استخراج گردید. با مشاهده نمونه های تجربی، این چگالی ترک در بیشتر طول نمونه مشاهده گردید، اما به علت های مختلفی چون نواقص ساخت، در بعضی از نواحی فاصله بین ترک ها بزرگتر از مقدار مذکور بود.

کلیدواژه ها:

چند لایه های کامپوزیتی- فلزی ، پلاستیسته ، جدایی بین لایه ای ، ترک ماتریسی