پیش‌بینی رشد آسیب در کامپوزیت‌های لایه‌ای متعامد تحت بارگذاری کششی تک‌محوره

نویسندگان

1 کارشناسی ارشد مهندسی مکانیک، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه علم و صنعت ایران، تهران.

2 دانشیار، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه علم و صنعت ایران، تهران.

3 کارشناسی ارشد مهندسی مکانیک، گروه مهندسی مکانیک، دانشگاه فردوسی مشهد، مشهد.

doi
10.22068/jstc.2022.558009.1795
چکیده

در این پژوهش، به مطالعه وضعیت آسیب چندلایه‌های کامپوزیتی متعامد تحت بارگذاری استاتیکی تک‌محوره کششی پرداخته شده است. آسیب ترک ماتریسی و جدایی بین‌لایه‌ای ناشی از ترک‌های ماتریسی دو نوع از متداول‌ترین انواع آسیب در چندلایه‌های کامپوزیتی می‌باشد. با استفاده از رویکرد میکرومکانیکی و بر پایه روش حساب تغییرات هشین، به تحلیل میدان تنش و افت خواص مکانیکی با دو الگوی محتمل متقارن و پادمتقارن پرداخته می‌شود. در راستای بهبود نتایج حاصل از روش حساب تغییرات روش تقسیم لایه‌ها استفاده می‌شود. با استفاده از شیوه حساب تغییرات توسعه داده شده، نتایج افت خواص مکانیکی به دو شیوه همگن‌سازی نوبتی لایه‌های ۹۰ درجه ترک‌خورده و روش مدلسازی هم‌زمان لایه‌های ۹۰ درجه ترک‌خورده، مقایسه شده است. سپس از معیار نرخ رهاسازی انرژی جهت پیش‌بینی شروع و رشد ترک‌های ماتریسی و جدایی بین لایه‌ای القایی و همچنین وضعیت اشباع ترک‌های ماتریسی استفاده شده است.. با مقایسه نتایج تحلیلی و نتایج عددی حاصل از روش اجزاء محدود مشاهده شد استفاده از روش تقسیم‌بندی لایه‌ها تأثیر بسزایی در افزایش دقت نتایج دارد.