ارزیابی روش VCCT برای مدل‌سازی اجزاء محدود رشد تورق خستگی مود ترکیبی I/II در کامپوزیت‌های تک جهته با نسبت اختلاط مودهای مختلف

نویسندگان

1 دانشجوی کارشناسی ارشد، مهندسی مکانیک، دانشگاه اصفهان، اصفهان.

2 دانشیار، مهندسی مکانیک، دانشگاه اصفهان، اصفهان.

doi
10.22068/jstc.2025.2069976.1936
چکیده

مواد مرکب به دلیل مزایای منحصر به فرد، کاربرد گسترده‌ای در صنایع پیشرفته پیدا کرده‌اند. با این حال، پدیده تورق (جدایش لایه‌ها) به عنوان یکی از مهم‌ترین مکانیزم‌های خرابی در این مواد تحت بارگذاری چرخه‌ای شناخته می‌شود. این پژوهش، به‌ بررسی رشد تورق خستگی در حالت ترکیبی مودهای I و II با استفاده از روش بسته شدن مجازی ترک (VCCT) می‌پردازد. در این مطالعه، اثر نسبت اختلاط مود بر رفتار رشد ترک خستگی با نسبت اختلاط مودهای 20، 50 و 80 درصد مورد تحلیل قرار گرفته است. قانون پاریس برای مدل‌سازی نرخ رشد ترک و معیار BK برای ارزیابی چقرمگی شکست معادل برای مود ترکیبی به‌کار گرفته شده‌اند . مقایسه یافته‌های عددی با داده‌های تجربی نشان می‌دهد که روش VCCT از دقت مناسبی در پیش‌بینی رفتار تورق برخوردار است. نتایج عددی نشان می‌دهند که افزایش سهم مود II در بارگذاری، تأثیر قابل توجهی بر کاهش عمر خستگی ماده دارد. همچنین، انتخاب نمو زمانی مناسب در روش VCCT نقش تعیین‌کننده‌ای در دقت نتایج دارد. به‌طور مشخص، استفاده از نمو زمانی کمتر از 005/0 ثانیه باعث بهبود قابل‌توجهی در پیش‌بینی نتایج دارد.