پیش بینی بار شکست آخرین لایه در چندلایه ی کامپوزیتی دارای شیار کلیدی شکل به کمک مفهوم مادهی مجازی ایزوتروپیک

چندلایه های کامپوزیتی تقویت شده با الیاف پیوسته به عنوان یکی از انواع کامپوزیت های پلیمری ، کاربردهای زیادی در صنایع مختلف دارند. گاها به منظور ارضای الزامات ساخت و یا محدودیت های موجود، ممکن است شیارهایی به شکل هایی مانند U، V و... در آنها ایجاد شود. در اطراف این شیارها ممکن است به دلیل وجود تمرکز تنش و یا شرایط کاری موجود، ترکها یا آسیب هایی ایجاد شود. یکی از روشهای مرسوم برای از بین بردن این ترکها و آسیب ها، و جلوگیری از رشد آنها این است که سوراخی به اندازهی طول ترک یا آسیب ، در نوک شیار ایجاد شود. در صورتی که شیار مورد استفاده به صورت -Uشکل باشد و طول ترک از شعاع نوک شیار بزرگتر باشد، با انجام این کار شیار جدیدی به نام شیار کلیدی شکل ایجاد می شود. پیش بینی شکست این چندلایه های شیاردار (از جمله بار شکست آخرین لایه )، دارای اهمیت می باشد. اخیرا مفهومی به نام مفهوم مادهی مجازی ایزوتروپیک معرفی شده است که در ترکیب با معیارهای شکست مواد ترد ایزوتروپیک ، پیش بینی بار شکست آخرین لایه ی چندلایه های کامپوزیتی را با دقت قابل قبول و به صورت ساده و کم هزینه انجام می دهد. در پژوهش حاضر، کارایی این مفهوم در ترکیب با معیار مرسوم میانگین چگالی انرژی کرنشی ، برای پیش بینی بار شکست آخرین لایه در چندلایه های کامپوزیتی و برای مود یک بارگذاری بررسی شده است . به این منظور، ابتدا با ساخت نمونه های مستطیلی شکل با شیار کلیدی شکل در گوشه ی نمونه و انجام تست کشش ساده، بار شکست آخرین لایه در چندلایه های شیشه /اپکسی تحت مود یک بارگذاری به دست آورده می شود. از طرفی با انجام فقط دو تست استاندارد و به دست آوردن خواص مورد نیاز، از ترکیب مفهوم مادهی مجازی ایزوتروپیک با معیار میانگین چگالی انرژی کرنشی VIMC-) (ASED استفاده می شود و پیش بینی بار شکست آخرین لایه برای نمونه ی مورد مطالعه انجام می گردد. در نهایت مشاهده شد که نتایج پیش بینی با نتایج آزمایشگاهی تطابق خوبی دارند.