مروری بر بررسی شکست قطعات کامپوزیتی ترک دار تحت بارگذاری مود دوم خالص (برش داخل صفحه ای)

مواد کامپوزیتی با ویژگی هایی نظیر نسبت بالای استحکام به وزن و قابلیت طراحی سفارشی به طور گسترده در صنایع حساس نظیر هوافضا، خودروسازی و انرژی استفاده می شوند. با این حال، رفتار مکانیکی این مواد در حضور ترک و تحت بارگذاری های پیچیده همچنان چالش برانگیز است. شکست مود دوم که در آن لغزش بین لایه ای تحت بار برشی رخ می دهد یکی از مکانیزم های اصلی گسیختگی در کامپوزیت های چندلایه است. این مطالعه با هدف مرور جامع پژوهش های انجام شده پیرامون تحلیل شکست مود دوم در کامپوزیت های ترک دار انجام گرفته است. این مقاله با رویکرد مروری ساختارمند منابع علمی معتبر منتشر شده در دو دهه اخیر را بررسی کرده و مطالعات تجربی، مدل سازی های عددی و تحلیل های پارامتریک را به صورت تطبیقی تحلیل می کند. روش های استاندارد آزمون مانند ENF و ELS برای اندازه گیری نرخ انرژی آزادسازی شکست مرور شده اند و مدل های عددی نظیر CZM، FEM و XFEM در بازنمایی رشد ترک بررسی شده اند. نتایج مرور نشان می دهد که آرایش لایه ها، زاویه، الیاف، ضخامت، نمونه، نوع ماتریس و شرایط محیطی مانند دما و رطوبت نقش تعیین کننده ای در مقاومت شکست مود دوم دارند. مدل های چسبنده توانایی بالایی در شبیه سازی شکست تدریجی بین لایه ای دارند در حالی که XFEM برای ترک هایی با مسیر پیچیده موثرتر است. همچنین تحلیل های پارامتریک نشان می دهند که لایه بندی بهینه و اصلاح سطحی الیاف می تواند مقاومت برشی و دوام سازه های کامپوزیتی را به طور قابل توجهی افزایش دهد. بررسی شکست مود دوم نیازمند رویکردی ترکیبی از آزمایش، مدلسازی و تحلیل چندمقیاسی است. توسعه مدل های پیش بینی مبتنی بر یادگیری ماشین و آزمون های هوشمند، مسیر آینده پژوهش را در این حوزه روشن می سازد.

کلیدواژه ها:

شکست مود دوم ، کامپوزیت های ترک دار ، نرخ انرژی آزادسازی ، مدل ناحیه چسبنده ، مدل سازی عددی