عنوان
تحليل جدايي بين لايه اي چندلايه هاي كامپوزيتي تحت بارگذاري متناوب با استفاده از المان واسط چسبنده
نويسنده اصلي
داود سليمي مجد
مقطع تحصيلي
كارشناسي ارشد
چكيده
چكيده
مواد مركب چندلايه به دليل استحكام و سفتي بالا در مقايسه با وزن¬شان، به طور وسيعي در سازه¬هاي مختلف مانند سازه¬هاي هوا¬فضايي استفاده مي¬شوند. با توجه به گستردگي كاربرد مواد مركب لزوم شناسايي رفتار خرابي اين مواد در طراحي آن¬ها روز به روز در حال افزايش است. يكي از اصلي¬ترين مكانيزم¬هاي خرابي اين مواد، جدايي بين لايه¬اي ناشي از بارگذاري متناوب مي¬باشد. اين مود¬ تخريب اثر زيادي در افت سفتي سازه و تسريع خرابي آن دارد. در اين تحقيق با استفاده از المان چسبنده در بين لايه¬ها، رشد جدايي بين لايه¬اي ناشي از بارگذاري¬هاي خستگي مورد بررسي قرار گرفته است. بدين منظور المان بين لايه¬اي در چارچوب مكانيك آسيب و بر مبناي مدل ناحيه چسبنده دو- خطي با استفاده از المان و ماده تعريف شده توسط كاربر در نرم افزار Ansys به كار گرفته شده است. حسن استفاده از اين روش، امكان مدل¬سازي رشد جدايي بين لايه¬اي بدون نياز به وجود ترك اوليه و المان¬بندي مجدد مي¬باشد.
در اين تحقيق به منظور پيش¬بيني رشد آسيب خستگي، دو مدل ناحيه چسبنده مبتني بر دو تعريف از سطح آسيب خورده، يكي بر مبناي مفهوم انرژي اتلافي و يكي بر مبناي مفهوم سفتي كاهش يافته، پياده¬سازي شده است. هر دو مدل مبتني بر معادله شبه پاريس مي¬باشند. حسن روش مزبور اين است كه ثوابت به كار رفته در مدل، به طور مستقيم از آزمايش¬هاي استاندارد خستگي به دست مي¬آيند. در مدل¬هاي به كار رفته، اصلاحات مربوط به طول ناحيه چسبنده لحاظ شده است. همچنين مدل¬ها به گونه¬اي توسعه يافته كه قادر به در نظر گرفتن اثرات نسبت بار مي¬باشند.
براي بررسي صحت و مقايسه مدل¬هاي پياده¬سازي شده، چندلايه¬هاي مركب تحت بارگذاري¬هاي خستگي با نسبت مودي مختلف مورد بررسي قرار گرفته است. نتايج تحليل بارگذاري¬هاي متناوب با استفاده از مدل پياده¬سازي شده، نشان دادند كه تطابق خوبي ميان نتايج عددي و تجربي خصوصا در ناحيه II كه معادله پاريس داراي دقت مناسب مي باشد، وجود دارد. به ويژه نتايج نشان دادند كه مدل ناحيه چسبنده¬اي كه در آن سطح آسيب خورده با استفاده از مفهوم انرژي اتلافي در نظر گرفته شده بود، دقت بهتري نسبت به مدل ديگر دارد.
واژه‌هاي كليدي: جدايي بين لايه¬اي (Delamination)، مدل ناحيه چسبنده (Cohesive Zone Model)، خستگي، نرخ رهايي انرژي كرنشي
شماره ركورد
184254
دانشگاه
دانشگاه علم و صنعت ايران
رشته تحصيلي
مكانيك - طراحي كاربردي (جامدات)
استاد راهنما
دكتر بيژن محمدي