بکارگیری تئوری مکانیک شکست برای پیش بینی عمر خستگی ورقهای چندلایه متعامد

در این مقاله از تئوری مکانیک شکست برای پیش­بینی عمر خستگی ورق­های چندلایه متعامد پایه پلیمری تحت بارگذاری متناوب استفاده شده است. در این رویکرد ابتدا سهم تنش در هر کدام از لایه­ها با استفاده از تئوری کلاسیک تعیین می شود و سپس با به کارگیری تئوری جنبشی شکست مقادیر پارامترهای خرابی در اجزای هر لایه یعنی الیاف و ماتریس آن به صورت جداگانه محاسبه می شود. با انجام این روند و به کارگیری مدل خرابی پیش رونده خواص الیاف و ماتریس کاهش یافته و به تبع آن خواص لایه ها تغییر می یابند. این امر سبب تغییر در سهم تنش هر لایه و در نتیجه تنش های فایبر و ماتریس می شود. به این ترتیب عمر چندلایه عمری خواهد بود که مقدار پارامتر خرابی الیاف یا ماتریس در تمام لایه­ها به مقدار بحرانی 1 برسد. در این رویکرد به منظور تعیین پارامترهای مادی موجود در رابطه تئوری جنبشی شکست برای ماده الیاف و ماتریس از نتایج تست های آزمایشگاهی روی لایه های تک جهته با زوایای 0 و 90 درجه استفاده می شود. ویژگی اصلی مدل ارائه شده کاهش چشمگیر میزان تست های آزمایشگاهی موردنیاز نسبت به روش های متداول است. به منظور اعتبارسنجی مدل حاضر، نتایج خستگی به دست آمده با نتایج آزمایشگاهی موجود برای ورق های تک لایه با زوایای مختلف و چندلایه متعامد مقایسه شده که تطابق بسیار خوبی بین نتایج مشاهده شده است.

Keywords:

خستگی , ورق چندلایه متعامد , تئوری جنبشی شکست , خرابی پیشرونده