بررسی مکانیک آسیب تجربی، تحلیلی و عددی کامپوزیت متعامد دارای ترک ماتریس | ||
| مهندسی مکانیک مدرس | ||
| Article 6, Volume 22, Issue 12, 1401, Pages 759-769 PDF (886.78 K) | ||
| Document Type: پژوهشی اصیل | ||
| DOI: 10.52547/mme.22.12.759 | ||
| Authors | ||
| مهرداد قدمی1; رحمت الله قاجار* 2 | ||
| 1دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی خواجه نصیر الدین طوسی | ||
| 2دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی | ||
| Abstract | ||
| هرگاه یک ورق کامپوزیتی چندلایه، تحت بارگذاری کششی شبهاستاتیک یا بارگذاری خستگی قرار گیرد، چندین نوع آسیب در آن ایجاد میشود؛ از جمله ترکهای ماتریس، ترکهای ثانویه و لایهلایهشدگی. اولین نوع آسیب، ترکهای ماتریساند که در لایههای دارای زاویه نسبت به جهت بارگذاری بوجود میآیند. این ترکها اگرچه منجر به گسیختگی نمیشوند، اما خواص مکانیکی معادل ورق کامپوزیت را کاهش میدهند و میتوانند باعث واماندگی سازه گردند. در این مقاله، یک مدل تحلیلی غیرخطی جدید، برای پیشبینی کاهش سفتی ورقهای کامپوزیت متعامد ارائه و بکار گرفته میشود. بدین منظور، یک تابع چندجملهای درجه سوم بعنوان انرژی آزاد هلمهولز پیشنهاد و پس از بررسی تحلیلی تابع پیشنهادی، روابط مربوطه استخراج میگردند. سپس برای اعمال روند افزایش تعداد ترکهای ماتریس در روابط، یک آزمایش تجربی میکروسکوپی طراحی و در مورد کامپوزیت متعامد شیشه/اپوکسی استفاده میشود. همچنین برای تعیین ثوابت آسیب موجود در روابط استخراجشده، مدلهای میکرومکانیکی اجزا محدود به همراه شرایط مرزی تناوب (PBC) بکار میرود. نتایج این مدل با شبیهسازیهای عددی میکرومکانیکی سهبعدی، آزمایشهای تجربی بارگذاری-باربرداری تکمحوره شبهاستاتیک و پژوهشهای پیشین صحتسنجی میگردند. نتایج نشان میدهند که مدل پیشنهادی نسبت به مدلهای خطی و غیرخطی پیشین، پیشبینیهای دقیقتری ارائه میکند. همچنین با استفاده از روش میکروسکوپی پیشنهادی، روند افزایش تعداد ترکهای ماتریس به راحتی شناسایی میگردد. | ||
| Keywords | ||
| مکانیک آسیب; کامپوزیت چندلایه; مکانیک آسیب محیط پیوسته; میکرومکانیک; مدل غیرخطی | ||
| References | ||
|
| ||
|
Statistics Article View: 6,125 PDF Download: 8,142 |
||
| Number of Journals | 45 |
| Number of Issues | 2,220 |
| Number of Articles | 25,229 |
| Article View | 30,306,581 |
| PDF Download | 19,007,448 |