مدل سازی به روش اجزاء محدود شکست در کمپوزیت های فیبر کربن

مواد و سازه های کمپوزیتی به صورت گسترده در صنایع هوافضا و سایر صنایع مورد استفاده قرار می گیرند، که این امر به دلیل خواصمکانیکی مناسب این مواد، مانند استحکام بالا نسبت به وزن کم سازه، می باشد. پدیده دلامینیشن یا لایه لایه شدگی، در لمینت هایکمپوزیتی به عنوان یکی از مهمترین مکانیزم های شکست شناخته شده است و آزمایش های گوناگونی برای تعیین رفتار دلامینیشن درمواد کمپوزیتی ایجاد شده اند. اکثر این آزمایش ها از نرخ انرژی کرنشی برای تعریف استحکام شکست بین لایه ای در لمینت ها استفادهمی کنند، که به تست هایی استاندارد برای تعیین خصوصیات پدیده دلامینیشن در بارگذاری های ایستایی و خستگی منجر شده است.در این مقاله مدل اجزاء محدودی را ساخته ایم که رشد ترک را در مود 1 و مود 2 شکست مدل سازی و پیش بینی می کند. شکستدلامینیشن در کمپوزیت های تک جهته و چندجهته با استفاده از نرم افزار آباکوس، مورد بررسی قرار گرفته است. روش اتصال چسبیبرای ایجاد مدل لمینت کمپوزیتی استفاده شده است. لمینت های کمپوزیت های فیبر کربن تحت بارگذاری های مختلف مطالعه شده اندو اثر جهت فیبرها بر مقاومت شکست کمپوزیت ها مشخص گردیده است. در ابتدا، شبیه سازی های عددی تست مود 1 اجرا گردیدهاست. مولفه های تنش در یک جزء واقع در بازوی بالایی قطعه در طول شبیه سازی رسم شده اند. نقطه تنش شروع آسیب با یکماکزیمم در نمودارهای تنش قابل مشاهده است. برای بیان اثر فیبرها در لمینت کمپوزیتی، تعدادی شبیه سازی برای کمپوزیت های فیبرکربن در رزین اپوکسی، در حالت مود 1 انجام شده است. سه حالت لایه بندی فابریک، 90 درجه و 45 درجه مورد مطالعه قرارگرفته اند. نتایج محاسبات مقدار تنش شروع آسیب در لمینت های کمپوزیتی را بدست می دهد.

کلیدواژه ها:

کمپوزیت ها ، دلامینیشن ، مکانیک شکست ، مدل اجزاء محدود