ارزیابی عمر خستگی صفحهی ساندویچی کامپوزیتی به روش مکانیک آسیب پیوسته همراه با المان بین لایهای
نویسندگان
1 دانشجوی دکترا، مهندسی هوافضا، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه علم و صنعت، تهران، ایران
2 دانشیار،دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه علم و صنعت ایران ، تهران
doi
10.22068/jstc.2022.563374.1802چکیده
با توجه به گسترش استفاده از مواد مرکب در صنایع مختلف، همواره افزایش دقت در تحلیل خستگی سازههای مرکب موردتوجه است. با توجه به ساختار سازههای ساندویچی، حالتهای خرابی مختلفی هنگام بارگذاری متناوب در این سازهها به وجود میآید. هرچه تأثیر این حالت-ها بر یکدیگر هنگام ارزیابی عمر خستگی دقیقتر در نظر گرفته شود، دقت پیشبینیها افزایش مییابد. در این پژوهش به کمک ترکیب دو زیر برنامهی USDFLD و UMAT در نرم-افزار آباکوس ابزار جدیدی ارائهشده است تا اثر متقابل خستگی پوسته-های سازهی ساندویچی و همچنین جدایش بین پوسته و هسته بر یکدیگر با استفاده از مدلهای موجود دیده شود. این ابزار پس از اعتبار سنجی برای ارزیابی خستگی یک صفحهی ساندویچی با هستهی PVC با سفتیهای متفاوت 50MPa، 3GPa و 1GPa و پوستهی AS4/3501-6 با لایه چینی [0]4، [90]4 استفادهشده است. در این تحلیل جدایش بین پوسته و هسته به کمک مدل ناحیهی چسبنده و خستگی پوسته توسط مدلی بر پایهی انرژی بهصورت همزمان استفادهشده است و اثرات حالتهای خرابی بر یکدیگر در نظر گرفتهشده است. نتایج نشان دادند که با افزایش سفتی هسته شروع جدایش ناحیهی اتصال هسته و پوسته دیرتر رخ میدهد و جدایش بین پوسته و هسته به سمت لبههای آزاد صفحه میرود. همچنین مشاهده شد که خرابی کنترلکنندهی عمر این سازه حالت جدایش بین پوسته و هسته است. نتایج بیانگر کاهش نرخ رشد پارامتر خرابی در ناحیهی چسبنده در یک نقطهی مشخص، افزایش نرخ رشد سطح ترک بین پوسته و هسته و افزایش نرخ رشد پارامتر خرابی در پوسته در طول بارگذاری هستند.