مدل سازي رشد تورق در مود II چندلايه هاي كامپوزيتي پليمري تك جهته و چندجهته

كارشناسي ارشد

در اين پژوهش، شروع و رشد تورق در نمونه ي شكاف انتهايي در حالت هاي مختلف زواياي بين وجهي 0//θ تحت بارگذاري مود II مورد بررسي قرار گرفته است. بدين منظور نمونه ENF با لايه چيني [011/θ//012] با استفاده از روش لايه چيني دستي ساخته شده و زواياي صفر، 15، 45، 60 و 90 درجه براي θ در نظر گرفته شده است. اين لايه چيني به منظور حذف اثرات لايه چيني دوردست فصل مشترك تورق، بر چقرمگي شكست نمونه هاي ENF انتخاب شده است. با انجام آزمايش تورق با استفاده از نمونه هاي ياد شده بر اساس استاندارد ASTM، چقرمگي شكست بين لايه اي شروع، پايا و منحني مقاومت استخراج شدند. علاوه بر اين با استفاده ازروش پردازش تصوير ، مقادير طول ترك و لغزش نوك ترك،استخراج گرديدند. نتايج آزمايشگاهي نشان دادكه نمونه هاي ENF با فصل مشترك 0//0و 0//15با توجه به رشد ناگهاني ترك، فاقد منحني مقاومت هستند؛ يا به عبارت ديگر، تفاوتي بين مقدار چقرمگي شكست شروع و رشد مشاهده نمي گردد. همچنين مشاهده گرديد كه با افزايش زاويه θ در لايه چيني [011/θ//012]، ميزان بار شروع تورق و نيز چقرمگي شكست بين لايه اي شروع تورق به طور محسوسي كاهش مي يابد. در بخش دوم از اين تحقيق، رفتار تورقي نمونه ENF با استفاده از مدل المان محدود و بر پايه المان هاي ناحيه چسبناك مدل سازي شد.مطابق نتايج مدل سازي المان محدود،مشخص گرديد كه با افزايش زاويه θ در لايه چيني [011/θ//012] تا زاويه 90 درجه، مدل چسبناك دوخطي توانايي پيش بيني منحني بار جابجايي نمونه ENFرا نداشته و مي بايست مدل ساختاري درنظرگرفته شده براي المان بين لايه اي اصلاح گردد. بدين منظور دو مدل ناحيه چسبناك اصلاح شده جهت تخمين رفتار بار-جابحايي نمونه،به گونه اي كه ناحيه پل زني الياف مد نظر قرار گيرد، معرفي گرديده و توانايي هر يك از مدل هاي پيشنهادي در پيش بيني منحني بار-جابه جايي مورد بررسي قرار گرفتند. در پايان براي ارائه ي درك صحيح تري از اثر زواياي بين وجهي، مولفه هاي تنش در ناحيه ي بين وجهي مورد ارزيابي قرار گرفتند. نتايج اين بخش نشان دادكه با تغيير زواياي بين وجهي، مولفه هاي تنش برشي اثر بيش تري بر چقرمگي شكست شروع و رشد تورق دارند. واژه‌هاي كليدي:شروع و رشد تورق، مود II، نرخ رهايي انرژي كرنش، مدل ناحيه چسبناك، قانون پل زني الياف.

188869

دانشگاه علم و صنعت ايران

طراحي كاربردي

دكتر محمود مهرداد شكريه