25935

مدل سازي رشد آسيب ناشي از دريل كاري در چندلايه هاي كامپوزيتي تحت بار كششي و فشاري

كارشناسي ارشد

مهندسي هوافضا-سازه هوايي

1400

1400/10/13

دكتر مجيدرضا آيت اللهي

دكتر مهناز ذاكري

مهندسي مكانيك

در پايان¬نامه حاضر، فرآيند دريل¬كاري چندلايه¬هاي كامپوزيتي در بستر اجزاء محدود با جزئيات شرح داده شد و نتايج حاصل از تحليل صورت گرفته با نتايج ادبيات موجود مورد مقايسه قرار گرفت. در اين تحليل، رفتار مكانيكي و استحكام لايه¬هاي كامپوزيت به ترتيب با نگارش قوانين ساختاري مواد ناهمسانگرد و معيار آسيب هاشين، در قالب زيرروال وي يومت در نرم افزار آباكوس به لايه¬ها اختصاص داده شد. به منظور پايش پديده تورق، مابين لايه¬ها از المان¬هاي چسبندۀ تابع قانونِ كشش- جدايش دو خطي، استفاده شد. طبق مقايسه صورت گرفته، تطابق خوبي مابين نتيجه حاصله از تحليل اجزاء محدود پايان¬نامه حاضر و نتايج موجود در ادبيات، برقرار بود. در ادامه، با بكار گيري روش اجزاء محدود، رفتار مكانيكي چندلايه كامپوزيتي سوراخدار كه تورق اوليه ناشي از دريل¬كاري بر روي المان¬هاي چسبنده مابيني اعمال شد، تحت بار كششي و فشاري، مورد بررسي قرار گرفت. نتايج نشان داد، در حالتي كه اطراف سوراخ، تورق اوليه ناشي از دريل¬كاري اعمال شود، نسبت به حالتي كه صفحه سوراخدار بدون فرض تورق اوليه تحت بار قرار گيرد، استحكام كششي و فشاري قطعه به ترتيب به طور ميانگين به ميزان 5/5 و 19/5 درصد افت كرده و هر چه اندازه ناحيه تورق بيشتر باشد، افت استحكام نيز بيشتر خواهد بود. با توجه به پيچيدگي مدل سازي چندلايه سوراخدار حاوي تورق اوليه، لحاظ كردن تورق اوليه ناشي از دريل¬كاري در بررسي رفتار مكانيكي قطعات سوراخدار تحت بار كششي خالص، ضروري نيست. در حالي كه، با توجه به ميزان افت استحكام نمونه تحت بار فشاري، اعمال تورق اوليه ناشي از دريل¬كاري تحت بارهاي فشاري، اهميت زيادي داشته و توجه به اين نكته در طراحي¬هاي مهندسي الزامي مي¬باشد.

1400/11/05

Drilling-induced damage evaluation modeling in laminated composites subjected to tension and compression loading

1/3/2023 12:00:00 AM

In the current thesis, the drilling process of the laminated composite in the context of finite elements was investigated in detail, and the results were compared to those found in the literature. For this purpose, the mechanical behavior of the laminated composite was predicted by developing the anisotropic materials constitutive equations and the Hashin damage criteria in the form of a VUMAT subroutine for the ABAQUS commercial code. As well, element-based cohesive layers' subsidiary bilinear traction-separation law was utilized to predict composite interlaminar failure (monitoring the delamination phenomenon). The results were in good agreement with those reported in the literature. Then, the effect of drilling-induced delamination on the mechanical behavior of drilled cross-ply laminated composites subjected to tensile and compressive tractions was investigated. The results revealed that when delamination-induced drilling was applied around the hole, the laminated tensile and compressive strength decreased by 5.5 and 19.5 percent on average, respectively, compared to when the drilled laminates were loaded without assuming delamination around the hole. As the amount of delamination factor increases, the laminated strength begins to deteriorate. For examining the mechanical behavior of drilled laminates subjected to pure tension tractions, it is not required to address the initial drilling-induced delamination due to the complexity of its modeling in commercial codes. Due to the decrease in the strength of the laminates subjected to compressive tractions, applying the drilling-induced delamination on the drilled laminates subjected to this type of loading is highly essential, and this point should be considered in the engineering designs.

چندلايه هاي كامپوزيتي , تورق ناشي از سوراخكاري , رشد تورق تحت بار كششي و فشاري , تحليل اجزاء محدود

Laminated composites , Drilling-induced delamination , Delamination evolution subjected to tension and compression loading , Finite element analysis