شماره ركورد
11832
شماره راهنما(اين فيلد مربوط به كارشناس ميباشد لطفا آن را خالي بگذاريد)
11832
پديد آورنده
داود سليمي مجد
عنوان
تحليل جدايي بين لايه اي چندلايه هاي كامپوزيتي تحت بارگذاري متناوب با استفاده از المان واسط چسبنده
مقطع تحصيلي
كارشناسي ارشد
رشته تحصيلي
مكانيك - طراحي كاربردي (جامدات)
سال تحصيل
اسفند 1391
تاريخ دفاع
اسفند 1391
استاد راهنما
دكتر بيژن محمدي
چكيده
چكيده
مواد مركب چندلايه به دليل استحكام و سفتي بالا در مقايسه با وزن¬شان، به طور وسيعي در سازه¬هاي مختلف مانند سازه¬هاي هوا¬فضايي استفاده مي¬شوند. با توجه به گستردگي كاربرد مواد مركب لزوم شناسايي رفتار خرابي اين مواد در طراحي آن¬ها روز به روز در حال افزايش است. يكي از اصلي¬ترين مكانيزم¬هاي خرابي اين مواد، جدايي بين لايه¬اي ناشي از بارگذاري متناوب مي¬باشد. اين مود¬ تخريب اثر زيادي در افت سفتي سازه و تسريع خرابي آن دارد. در اين تحقيق با استفاده از المان چسبنده در بين لايه¬ها، رشد جدايي بين لايه¬اي ناشي از بارگذاري¬هاي خستگي مورد بررسي قرار گرفته است. بدين منظور المان بين لايه¬اي در چارچوب مكانيك آسيب و بر مبناي مدل ناحيه چسبنده دو- خطي با استفاده از المان و ماده تعريف شده توسط كاربر در نرم افزار Ansys به كار گرفته شده است. حسن استفاده از اين روش، امكان مدل¬سازي رشد جدايي بين لايه¬اي بدون نياز به وجود ترك اوليه و المان¬بندي مجدد مي¬باشد.
در اين تحقيق به منظور پيش¬بيني رشد آسيب خستگي، دو مدل ناحيه چسبنده مبتني بر دو تعريف از سطح آسيب خورده، يكي بر مبناي مفهوم انرژي اتلافي و يكي بر مبناي مفهوم سفتي كاهش يافته، پياده¬سازي شده است. هر دو مدل مبتني بر معادله شبه پاريس مي¬باشند. حسن روش مزبور اين است كه ثوابت به كار رفته در مدل، به طور مستقيم از آزمايش¬هاي استاندارد خستگي به دست مي¬آيند. در مدل¬هاي به كار رفته، اصلاحات مربوط به طول ناحيه چسبنده لحاظ شده است. همچنين مدل¬ها به گونه¬اي توسعه يافته كه قادر به در نظر گرفتن اثرات نسبت بار مي¬باشند.
براي بررسي صحت و مقايسه مدل¬هاي پياده¬سازي شده، چندلايه¬هاي مركب تحت بارگذاري¬هاي خستگي با نسبت مودي مختلف مورد بررسي قرار گرفته است. نتايج تحليل بارگذاري¬هاي متناوب با استفاده از مدل پياده¬سازي شده، نشان دادند كه تطابق خوبي ميان نتايج عددي و تجربي خصوصا در ناحيه II كه معادله پاريس داراي دقت مناسب مي باشد، وجود دارد. به ويژه نتايج نشان دادند كه مدل ناحيه چسبنده¬اي كه در آن سطح آسيب خورده با استفاده از مفهوم انرژي اتلافي در نظر گرفته شده بود، دقت بهتري نسبت به مدل ديگر دارد.
واژههاي كليدي: جدايي بين لايه¬اي (Delamination)، مدل ناحيه چسبنده (Cohesive Zone Model)، خستگي، نرخ رهايي انرژي كرنشي