بررسی اثر طول ترک بر رفتار شکست بین لایه ای کامپوزیت های کربن/ اپوکسی و شیشه/اپوکسی با رویکرد مدل ناحیه چسبنده

در این مطالعه، رفتار شکست بین لایه ای کامپوزیت های کربن/اپوکسی و شیشه/اپوکسی با استفاده از مدل ناحیه چسبنده توسط نرم افزار اجزای محدود آباکوس شبیه سازی شده است. هدف اصلی، بررسی تاثیر طول ترک اولیه بر روی منحنی مقاومت شکست انرژی شکست بین لایه ای و پاسخ نیرو-جابجایی نمونه های تیر دو سر آزاد است. هندسه نمونه شامل یک تیر با ترک اولیه در طول های ۳۵ تا ۵۵ میلی متر و بارگذاری به صورت خمشی سه نقطه ای می باشد. از یک قانون تنش-جداکنندگی سه خطی برهم نهی شده برای مدلسازی فصل مشترک استفاده شده است. نتایج شبیه سازی ابتدا با داده های تجربی موجود در ادبیات مقایسه و اعتبارسنجی شده که حاکی از تطابق مناسب است. محاسبات نشان می دهند که با افزایش طول ترک اولیه، نیروی شکست نهایی و سفتی اولیه نمونه کاهش می یابد. همچنین، کامپوزیت کربن/اپوکسی در مقایسه با نمونه شیشه/اپوکسی، با وجود سفتی بسیار بالاتر، انرژی شکست بین لایه ای کمتری را در حالت پایدار نشان می دهد. این پژوهش رابطه بین هندسه ترک، خواص مواد و چقرمگی شکست بین لایه ای را کمی سازی می کند و بینش هایی برای طراحی سازه های کامپوزیتی با تحمل آسیب بهینه ارائه می نماید.

کلیدواژه ها:

مکانیک شکست ، کامپوزیت های پلیمری ، چقرمگی شکست بین لایه ای ، مدل ناحیه چسبنده ، شبیه سازی اجزای محدود