روش جدید برای پیش بینی شیوه ترکیبی اول و دوم چقرمگی شکست در کامپوزیت های لایه ای

شیوه ترکیبی اول و دوم شکست از عمده ترین شیوه های جدایش لایه ها در کامپوزیت های لایه ای است. سرعت رهایی انرژی کرنشی بحرانی به عنوان معیاری برای پیش بینی شروع جدایش لایه های نمونه ها به کار می رود. در این پژوهش، رابطه ای بین چقرمگی شکست تیرهای یک سرگیردار د ولبه (DCB) و یک سرگیردار دولبه نامتقارن (ADCB ) ارایه شده است. قطعات DCB و ADCB به ترتیب برای ایجاد شیوه اول و شیوه ترکیبی اول و دوم چقرمگی شکست نمونه های کامپوزیتی به کاربرده می شوند. با توجه به تنوع چیدمان لایه ها، انجام آزمون روی قطعات چندلایه کامپوزیتی برای اندازه گیری چقرمگی شکست آنها کاری دشوار، پرهزینه و زمان بر است. هدف از ایجاد چنینرابطه ای این است که بتوان با آن مقدار سرعت رهایی انرژی کرنشی نمونه های کامپوزیت های لایه ای ADCB را با استفاده از آزمون نمونه تک جهتی DCB محاسبه کرد. بنابراین، با استفاده از چنین رابطه ای نیاز به آزمودن نمونه های کامپوزیت های لایه ای ADCB مرتفع می شود. برای ایجاد این رابطه از هندسه نمونه های DCB و ADCB استفاده شد. به دست آوردن مقدار سرعت رهایی انرژی کرنشی بحرانی برای چندلایه های کامپوزیتی ADCB با زاویه های مختلف لایه های اطراف ترک برای استفاده در طراحی از کاربردهای مدل ارایه شده در پژوهش حاضر است. این روش، حجم محاسبات عددی و نیز هزینه مطالعات آزمایشگاهی را کاهش می دهد. نتایج به دست آمده از روش ارایه شده در این پژوهش با نتایج تجربی و مدل سازی عددی مقایسه شد. نتایجنشان می دهد، با خطای کمتر از % 10 ، می توان سرعت رهایی انرژی کرنشی نمونه های ADCB رابا استفاده از مقدار سرعت رهایی انرژی کرنشی نمونه های تک جهتی DCB (به دست آمده از راه آزمون) پیش بینی کرد. نتایج به دست آمده از مقایسه نمایانگر دقت مطلوب روش ارایه شده در این پژوهش است.

Keywords:

کامپوزیت , شکست , جدایش لایه ها , شیوه ترکیبی , چقرمگی