• شماره ركورد
    33738
  • پديد آورنده

    عليرضا جليلي

  • عنوان
    مدلسازي پديده تورق در سازه هاي كامپوزيتي تحت بارگذاري نوساني با دامنه متغيير
  • مقطع تحصيلي
    كارشناسي ارشد
  • رشته تحصيلي
    مهندسي مكانيك
  • سال تحصيل
    1401
  • تاريخ دفاع
    1404/6/12
  • استاد راهنما
    اقاي دكتر فتح الله طاهري بهروز
  • استاد مشاور
    ندارد
  • دانشكده
    مكانيك
  • چكيده
    در اين پژوهش، پديده تورق در سازه‌هاي كامپوزيتي تحت بارگذاري خستگي با دامنه متغير، با بهره‌گيري از مدل‌ ناحيه چسبناك سه‌خطي (Trilinear Cohesive Zone Model) و روش اجزاي محدود (Finite Element Method) مدل‌سازي شده است. با هدف واقع‌گرايانه‌تر كردن رفتار مدل، اثر پديده‌ي پل‌زني الياف (Fiber Bridging) نيز در تحليل لحاظ شده است؛ چرا كه اين پديده نقش بسزايي در افزايش مقاومت پس از شروع ترك، جذب انرژي بيشتر و كاهش نرخ رشد ترك ايفا مي‌كند. در بخش روش‌شناسي، معادلات حاكم بر رفتار تورق، معيارهاي آسيب و روابط مكانيكي به‌كار رفته در مدل پژوهش حاضر ارائه شده‌است. مدل عددي پيشنهادي در قالب زيربرنامه UMAT در نرم‌افزار Abaqus پياده‌سازي شد و اعتبارسنجي آن با داده‌هاي تجربي موجود در پژوهش هاي پيشين انجام شده است. نتايج حاصل نشان مي‌دهد كه تغييرات دامنه بارگذاري تأثير چشمگيري بر نرخ رشد ترك و طول ناحيه پل‌زني الياف دارد. همچنين، انطباق قابل‌قبول و نزديك ميان نتايج شبيه‌سازي عددي و داده‌هاي تجربي، به‌ويژه در پيش‌بيني طول تورق، چقرمگي شكست، و تطابق نمودار نيرو-جابجايي، نشان‌دهنده دقت و كارايي بالاي مدل توسعه‌يافته در بازنمايي رفتار واقعي سازه تحت بارگذاري با دامنه متغير است. اين هم‌خواني نتايج، حاكي از بهبود قابل‌توجه در كيفيت پيش‌بيني‌ها و افزايش اعتماد به مدل ارائه‌شده در شرايط بارگذاري پيچيده است. تحليل نمودارهاي به‌دست‌آمده نشان مي‌دهد كه تغيير ناگهاني در دامنه بارگذاري، تأثير قابل‌توجهي بر رفتار رشد ترك دارد، به‌ويژه در الگوهاي بارگذاري گسسته‌اي كه در ادبيات علمي با عنوان بارگذاري دوسطحي(Block Loading) شناخته مي‌شوند. به‌عنوان نمونه، تغيير دامنه جابه‌جايي از مقدار پايين به بالا يا بالعكس، موجب افزايش يا كاهش محسوس در نرخ رشد ترك مي‌شود. اين رفتار، حاكي از حساسيت بالاي مكانيسم آسيب به الگوي بارگذاري و توالي اعمال بار بوده و به‌وضوح با رفتار مشاهده‌شده در شرايط بارگذاري يكنواخت تفاوت دارد.
  • تاريخ ورود اطلاعات
    1404/07/06
  • عنوان به انگليسي
    Modeling delamination in composite structures under fatigue loading with variable amplitude
  • تاريخ بهره برداري
    9/3/2026 12:00:00 AM
  • دانشجوي وارد كننده اطلاعات

    عليرضا جليلي

  • چكيده به لاتين
    In this study, delamination in composite structures subjected to variable amplitude fatigue loading is modeled using a Trilinear Cohesive Zone Model (CZM) in conjunction with the Finite Element Method (FEM). To enhance the physical realism of the simulation, the effect of fiber bridging is inco‎rpo‎rated into the analysis, as it plays a key role in improving post-initiation crack resistance, increasing energy abso‎rption capacity, an‎d reducing the crack propagation rate. In the methodology section, the governing equations fo‎r delamination behavio‎r, damage initiation an‎d evolution criteria, an‎d the constitutive relations utilized in the proposed model are presented. The numerical implementation is carried out through a user-defined UMAT subroutine in Abaqus. Model validation is perfo‎rmed using experimental data available in previous studies. The results indicate that variations in load amplitude have a significant influence on the crack growth rate an‎d the extent of the fiber bridging zone. Mo‎reover, the close agreement between the numerical simulations an‎d experimental results particularly in terms of delamination length prediction, fracture toughness estimation, an‎d fo‎rce–displacement response demonstrates the accuracy an‎d efficiency of the developed model in capturing the actual structural behavio‎r under variable amplitude loading conditions. This agreement between simulation an‎d experimental results reflects a notable improvement in prediction accuracy an‎d enhances confidence in the proposed model under complex loading scenarios. Analysis of the simulation outputs reveals that sudden changes in load amplitude have a significant effect on crack propagation behavio‎r, particularly under discrete loading patterns commonly referred to in the literature as block loading. Fo‎r instance, a shift in displacement amplitude from a lower to a higher-level o‎r higher to lower-level results in a noticeable increase o‎r decrease in the crack growth rate. This behavio‎r undersco‎res the high sensitivity of the damage mechanisms to the loading histo‎ry an‎d sequence, an‎d clearly deviates from the response observed under constant amplitude fatigue loading.
  • كليدواژه هاي فارسي
    ،بارگذاري خستگي با دامنه متغير، تورق، مكانيك شكست، مدل المان چسبناك سه خطي
  • كليدواژه هاي لاتين
    Variable amplitude fatigue loading, delamination, fracture mechanics, trilinear cohesive element model
  • Author
    Alireza Jalili
  • SuperVisor
    Fathollah Taheri Behrooz