مدلسازي رشد تورق در مود I چندلايه‌هاي كامپوزيتي پليمري تقويت شده با الياف بافته شده

كارشناسي ارشد

در اين تحقيق اثر زاويه الياف فصل مشترك بر روي نرخ رهايي انرژي كرنشي شروع و پايا در كامپوزيت‌‌هاي تقويت شده با الياف بافته شده‌‌ي ساده با لايه چيني‌هاي [012//012]، [011/0//30/011]، [011/0//45/011] و [011/30-//30/011] تحت مود I تورق مورد بررسي قرار مي¬گيرد. اين نوع لايه‌‌چيني به منظور حذف اثرات لايه‌‌هاي دور دست فصل مشترك تورق، بر روي نرخ رهايي انرژي كرنشي نمونه‌‌ تير دولبه يكسر گيردار انتخاب گرديده است. نمونه‌‌ها با استفاده از روش لايه¬چيني دستي ساخته شده‌‌اند و آزمايش شكست نمونه‌‌هاي ساخته شده با استفاده از دستگاه SANTAM STM-150 انجام گرفته است. نتايج آزمايش نشان مي¬دهد كه تغيير در زاويه‌‌ي بين وجهي صفحه‌‌ي ترك، تاثير ناچيزي بر روي نرخ رهايي انرژي كرنشي شروع و پاياي كامپوزيت‌‌هاي بافته شده با بافت ساده دارد. بررسي¬هاي آزمايشگاهي از سطوح شكست، نشان از تأثير ساز و كار¬هاي مختلف بر روند رشد تورق در اين نمونه¬ها داشته است كه در اين بين رشد ترك در صفحه‌‌ي بين رزين و الياف يكي از ساز و كار¬هاي اصلي افزايش نرخ رهايي انرژي كرنشي در اين نمونه¬ها است. همچنين مشاهده‌‌هاي آزمايشگاهي نشان داد كه در نمونه¬هاي DCB بافته شده، برخلاف كامپوزيت¬هاي تك¬جهته كه پل¬زني الياف ساز و كار غالب در افزايش نرخ رهايي انرژي كرنشي است، رشد ترك در صفحه بين الياف و رزين ساز و كار غالب است. به منظور اندازه گيري مقدار نرخ رهايي انرژي كرنشي شروع تورق با استفاده از مدل¬سازي عددي، از روش VCCT استفاده شده است. منحني كشش-جدايش با استفاده از روش انتگرال J و داده‌‌هاي آزمايش به منظور پيش¬بيني رشد تورق و نمودار بار-جابجايي حاصل از آزمايش استخراج مي‌‌گردد. در ادامه با استفاده از منحني استخراج شده رشد ترك در نمونه‌‌هاي DCB با استفاده از نرم افزار ABAQUS شبيه‌‌سازي مي‌‌گردد. نتايج آزمايشگاهي نشان دادند كه تغيير زواياي فصل مشترك تورق بر مقادير نرخ رهايي انرژي كرنشي شروع، پايا و همين¬طور طول ناحيه فرآيند شكست تأثير بسيار انداكي داشته است. از اين¬رو براي بدست آوردن منحني مقاومت نمونه با زاويه¬ي فصل مشترك متفاوت، فقط كافي است نمونه با زاويه¬ي فصل مشترك 0//0 تست گردد و از منحني مقاومت بدست آمده از آن براي ساير فصول مشترك نيز استفاده نمود.

190926

دانشگاه علم و صنعت ايران

جامدات

دكتر محمود مهرداد شكريه