مدلسازی و تحلیل المان محدود رشد ترک و جداشدگی لایه ای در ورق های کامپوزیتی چندلایه

در حال حاضر استفاده از کامپوزیت ها بدلیل ویژگی های منحصر به فردی که دارند در صنایع گوناگون بسیار موردتوجه قرار گرفته است و استفاده از سازه های کامپوزیتی در کاربردهای مختلفی رایج شده است. هدف از انجام اینتحقیق مدلسازی و تحلیل رشد ترک و جداشدگی لایه ای در ورق های کامپوزیتی چندلایه و بررسی پارامترهای موثربر آنها می باشد. برای این کار، سه حالت به منظور بررسی انواع مکانیزم های خرابی (رشد ترک و جداشدگی)،مدلسازی و تحلیل خواهد شد که عبارتند از مود 1 شکست، مود 2 شکست و ترک عرضی. برای این منظور مدلسازیحالت های ذکر شده در نرم افزار المان محدود آباکوس انجام شده و پس از اعتبارسنجی مشاهده شده است که درتمامی حالات شکست، بیشترین تنش، بیشترین کرنش و بیشترین جابجایی مربوط به نواحی اطراف ترک می باشد.نتایج نشان می دهد که در مود 2 شکست، با افزایش طول ترک، نیروی بحرانی شروع رشد ترک و جابجایی متناظر باآن کاهش می یابد. همچنین مشاهده شده است که در یک نمونه با طول ترک مشخص، هرچه میزان جابجایی افزایشیافته، باعث بیشتر شدن نیرو و رسیدن به نیروی بحرانی شده است. در حالت مود 1 شکست، بیشترین بار بحرانی(138 نیوتن) مربوط به کمترین طول ترک اولیه (40 میلی متر) می باشد، و با افزایش طول ترک، بار اعمالی برای شروع رشد ترک کاهش می یابد. یعنی با افزایش طول ترک از 40 به 80 میلی متر، بار اعمالی برای شروع رشد ترک حدود42 درصد کاهش یافته است. همچنین مشاهده شده است که با افزایش نیرو، نرخ رهایی انرژی کرنشی به صورت یکمنحنی افزایش می یابد، اما هنگامی که ترک شروع به رشد می کند و نیرو به حداکثر مقدار خود می رسد، همراه باافت نیرو نرخ رهایی انرژی کرنشی در یک مقدار ثابت باقی می ماند.

کلیدواژه ها:

کامپوزیت ، ترک ، جداشدگی لایه ای ، مود 1 شکست ، مود 2 شکست