تعیین نرخ رهایی انرژی جدایش بین لایه ای ناشی از ترک ماتریسی در مواد مرکب لایه ای متقارن

این مقاله با استفاده از روش برپایه انرژی به پیش بینی رشد جدایش بین لایه ای ناشی از ترک ماتریسی در مواد مرکب لایه ای متقارن با لایه چینی عمومی تحت تنش های داخل صفحه درحضور تنش های پسماند حرارتی پرداخته است. در این پژوهش بر روی دو حالت کلی نامقید و کرنش صفحه ای عمومی مطالعه می شود. برای هر دو حالت نامقید و کرنش صفحه ای عمومی ابتدا فرض بر وجود ترک ماتریسی می شود و پس از ایجاد جدایش بین لایه ای، افت خواص ناشی از ترک و جدایش محاسبه شده و ماتریس سفتی جدید کاهش یافته برای آن به دست می آید. سپس تعدادی ثوابت ترموالاستیک که فقط به خواص ماده ی تک لایه ها وابسته هستند و خود به نوعی جزو خواص ماده می باشند به دست آمده و پس از مرتبط ساختن درایه های ماتریس نرمی با یکدیگر توسط این ثوابت، معادله ای ساده برای انرژی آزاد گیبس به دست می آید. در ادامه با مشتق گرفتن از معادله ی انرژی آزاد گیبس نسبت به طول جدایش معادله ای بسیار ساده برای تعیین نرخ رهایی انرژی به دست می آید که اگر این انرژی از انرژی کرنشی بحرانی آن ماده برابر یا بیشتر باشد جدایش رشد می کند. به منظور صحه گذاری روابط توسعه داده شده در این مقاله از نرم افزار المان محدود انسیس استفاده شده است. نتایج بدست آمده نشان داد که تطابق قابل قبولی بین روش توسعه یافته و روش المان محدود در پیشبینی افت سفتی چندلایه های حاوی جداشدگی وجود دارد.

کلیدواژه ها:

چند لایه های متقارن ، ترک ماتریسی ، جدایش بین لایه ای ، نرخ رهایی انرژی ، انرژی کرنشی بحرانی