16080

16080

تعيين نرخ رهايي انرژي كرنشي بحراني چندلايه متعامد با جدايي بين لايه‌اي 0//90 با استفاده از اطلاعات جدايي بين لايه‌اي 0//0.

كارشناسي ارشد

طراحي كاربردي - كامپوزيت

فروردين ماه 1395

فروردين ماه 1395

دكتر بيژن محمدي

مكانيك

چكيده در اين پايان‌نامه هدف تعيين پارامترهاي چقرمگي شكست (نرخ رهايي انرژي كرنشي بحراني، GIc) چند لايه‌هاي متعامد با استفاده از پارامترهاي نرخ رهايي انرژي كرنشي بحراني لايه‌هاي تك جهته مي‌باشد. ايده اصلي بر اين استوار است كه GIc يك پارامتر مادي بوده و تنها به نوع ماده وابسته است. با بررسي مكانيزم‌هاي مؤثر بر تغيير GIc مود I چند لايه‌هاي متعامد نسبت به GIc مود I لايه‌هاي تك جهته، پيش‌بيني مي‌شود كه برهمكنش بين اين مكانيزم‌ها و ميزان تأثير گذاري هر يك از آن‌ها مي‌تواند از عوامل اصلي تغيير قابل توجه GIc بين چندلايه‌هاي متعامد و لايه‌هاي تك جهته باشد. در اين پايان‌نامه ابتدا جدايي لايه‌اي بدون مدل سازي عوامل ديگر خرابي مانند ترك ماتريسي و پل زني الياف مدل سازي خواهد شد. سپس عامل خرابي ترك ماتريسي به مدل سازي جدايي لايه‌اي اضافه مي‌شود. از اين مدل سازي نتيجه گرفته مي‌شود كه عامل ترك ماتريسي 10 درصد از افزايش GIc را به خود اختصاص داده است. نتايج حاصله توانست پديده Stick-Slip كه ناشي از ترك خوردگي ماتريس در رفتار بار- جابجايي آزمون DCB مي‌باشد را شبيه سازي نمايد. هر چند اين شبيه سازي نمي‌تواند رفتار سخت شوندگي موجود را در آزمون DCB لايه چيني متعامد را پيش‌بيني كند. عامل موثر ديگر بر تغيير GIc، پل زني الياف مي‌باشد. با مدل سازي پل‌زني الياف به همراه جدايي لايه‌اي و ترك ماتريسي نتيجه گرفته شد افزايش GIc ناشي از پل‌زني الياف بسيار بيشتر از افزايش GIc ناشي از ترك ماتريسي است. همچنين در اين مدل سازي پديده سخت شوندگي ناشي از پل‌زني الياف قابل مشاهده است. براي مدل سازي پل زني الياف، الياف كربن مستقيما مدل سازي مي‌شوند. در اين شبيه سازي نتيجه گرفته مي‌شود عامل پل‌زني الياف مي‌تواند بيش از 230 درصد از افزايش GIc را به خود اختصاص دهد. در انتها تلاش مي‌شود با استفاده از يك المان واسط چسبنده سه خطي بتوان رفتار پل‌زني الياف را شبيه سازي نمود. با استفاده از اين المان ‌مي‌توان رفتار سخت شوندگي مود I در تست DCB نمونه متعامد با جدايي واسط 0//90 را شبيه سازي نمود. واژه‌هاي كليدي: المان چسبنده، المان چسبنده سه خطي، جدايي بين‌لايه‌اي، نرخ رهايي انرژي كرنشي بحراني، ترك ماتريسي، پل‌زني الياف، آزمايش DCB.