بررسی رشد خرابی ترک ماتریسی و جداشدگی بین لایه ای در چندلایه های متعامد تحت بارکششی

در بررسی رفتار مواد مرکب در شرایط مختلف بارگذاری، انواع متنوعی از مودهای خرابی ممکن است ایجاد شوند که تاثیر بسزایی در نحوه عملکرد و خواص سازه دارند. در این مقاله با در نظرگیری مود های خرابی محتمل در مقیاس میکرو و توسعه آن ها در مقیاس ماکرو به مطالعه پاسخ چندلایه های متعامد در حضور خرابی به صورت عددی پرداخته می شود. بدین منظور در مقیاس میکرو اثر پیدایش و رشد جدایش اتصال الیاف از ماتریس و متعاقبا شکل گیری ترک ماتریسی موردبررسی قرار می گیرد. در ادامه و در مقیاس ماکرو به بررسی جدایش بین لایه ای ناشی از ترک ماتریسی پرداخته می شود. به منظور مدل سازی مود خرابی جدایش اتصال الیاف از ماتریس که یکی از اولین مودهای خرابی حاکم هست، از روش ناحیه چسبنده استفاده می شود و با شبیه سازی نتایج مربوط به جدایش فایبر از ماتریس، روش توسعه یافته در این مقاله با نتایج پژوهش-های صورت گرفته صحت سنجی می شود. در ادامه، به منظور در نظرگیری مود خرابی ترک ماتریسی، از روش المان محدود تعمیم یافته استفاده گردیده و درنهایت جدایش بین لایه ای ناشی از ترک ماتریسی با به کارگیری ناحیه چسبنده شبیه سازی می گردد. بدیهی است که در مطالعه موجود برهمکنش ناشی از این سه مود خرابی به صورت همزمان موردمطالعه قرار می گیرد. به طورکلی مدل سازی این حجم از فایبر و ماتریس به کمک اسکریپت نویسی در زبان برنامه نویسی پایتون در نرم افزار آباکوس صورت گرفته و روش شبیه سازی و حل مبتنی بر استفاده از روش المان محدود و نرم افزار آباکوس می باشد.

Keywords:

Micromechanics , Representative volume element , Cohesive zone , Matrix cracking , induced delamination , Extended finite element method , مایکرومکانیک , المان حجمی نماینده , ناحیه چسبنده , ترک ماتریسی , جدایش بین لایه ای. المان محدود توسعه یافته