مدل سازی تخریب پیش رونده صفحات کامپوزیتی شیشه - اپوکسی تحت بار کششی استاتیکی در دمای پایین

به دلیل کاربرد وسیع کامپوزیت ها در دماهای پایین، رفتار مکانیکی کامپوزیت های پلیمری با الیاف شیشه در این دما می بایستی به خوبی شناخته شود. بررسی آزمایشگاهی و یا عددی صفحات شبه همسان گرد که می تواند دارای اثر تمرکز تنش نیز باشد تا کنون کمتر مورد توجه واقع گردیده است. در این تحقیق مدلی جهت پیش بینی تخریب پیش رونده صفحات شبه همسان گرد در دمای اتاق و 60- درجه سانتیگراد ارائه شده است. در این مدل از معیار تخریب Hashin که دقت روش های درجه دوم و قابلیت تشخیص شکل مود شکست روش تنش حداکثر را بصورت همزمان داراست استفاده شده است. نوع لایه چینی صفحه شبه همسان گرد sا[90/ 45± /0] با اثر تمرکز تنش انتخاب شده است. با کمک مجموعه آزمایشات انجام شده توسط نویسندگان این تحقیق، خواص اولیه لایه تک جهته در دمای 60- درجه سانتیگراد اندازه گیری و به عنوان ورودی به مدل داده شده است. بارگذاری استاتیکی به تدریج اعمال شده و در هر مرحله میدان تنش(شامل تنش های مکانیکی و حرارتی) در نقاط انتگرالی المان ها محاسبه و معیارهای تخریب جهت تشخیص احتمالی تخریب لایه در المان ها اعمال می گردد. خواص مکانیکی لایه های تخریب شده با توجه به شکل مد تخریب و با استفاده از قوانین کاهش خواص مکانیکی تغییر داده می شود. در صورت وجود تخریب، از روش بهبود یافته نیوتن رافسون جهت دستیابی به همگرایی استفاده می گردد. افزایش بار تا رسیدن به تخریب کامل صفحه ادامه پیدا می نماید. نتایج مدل ارائه شده ضمن نشان دادن اثر دمای پایین روی استحکام صفحات کامپوزیتی شبه همسان گرد، با مقادیر آزمایشگاهی نیز مطابقت خوبی دارد.

Keywords:

تخریب پیشرونده , کامپوزیت پلیمری , دمای پایین , بارگذاری کششی , تحلیل المان محدود