مقایسه عددی و تحلیلی مدل‌های محاسبه طول ناحیه چسبناک در جدایش بین لایه‌ای چندلایه‌های کامپوزیتی

نویسندگان

1 دانشیار، مهندسی مکانیک، دانشگاه علم و صنعت، تهران.

2 دانشجوی کارشناسی ارشد، مهندسی مکانیک، دانشگاه علم و صنعت ، تهران.

doi
10.22068/jstc.2020.125201.1655
چکیده

در دهه‌های اخیر، استفاده از مواد کامپوزیتی در سازه‌های مهندسی به‌طور چشم‌گیری افزایش یافته است. بنابراین درک ساختار و مکانیزم‌های آسیب در این مواد ضروری است. در میان آسیب‌های رایج مواد کامپوزیتی، آسیب تورق یا جدایش بین‌لایه‌ای از مودهای خطرناک آسیب است. مدل ناحیه چسبناک یکی از ابزارهای مناسب برای بررسی و تحلیل پدیده تورق در کامپوزیت‌های لایه‌ای است. مدل ناحیه چسبناک با ردیابی آسیب از شروع تا تکامل آن، به تحلیل تورق می‌پردازد. در مدل ناحیه چسبناک، ناحیه پشت نوک ترک که در آن نیروهای چسبنده فعال هستند، از اهمیت بالایی برخوردار است. این ناحیه به طور مستقیم تحت تاثیر مود بارگذاری، انرژی شکست، تنش بیشینه ناحیه چسبناک، مدول الاستیک موثر و هندسه سازه است. مدل‌های بسیاری برای تخمین طول ناحیه چسبناک پیشنهاد شده است. در این پژوهش طول ناحیه چسبناک در مود بارگذاری یک و دو خالص، با استفاده از تحلیل اجزای محدود در نرم‌افزار آباکوس استخراج شد. این نتیجه‌ها با مدل‌های تحلیلی تخمین طول ناحیه چسبناک مقایسه شد. در مدل‌هایی که علاوه بر اثر نوع ماده، اثر هندسه سازه نیز در تخمین طول ناحیه چسبناک در نظر گرفته شد، تخمین دقیق‌تری از طول این ناحیه مشاهده شد