قانون کشش-جدایش برای اتصال جوش فراصوتی مواد مرکب پلی‌پروپیلن تقویت شده با الیاف شیشه در مود II شکست

Abstract

در سال‌های اخیر، به‌کارگیری اتصالات جوشی در سازه‌های کامپوزیتی تقویت ‌شده با الیاف به ‌شدت در حال توسعه می‌باشد. اتصالات جوشی دارای عیوب ذاتی ناشی از مراحل ساخت می‌باشند. ترک‌های اولیه از ‌این عیوب شروع ‌شده و در نهایت منجر به شکست قطعه می‌شوند. لذا استخراج پارامترهای مهم در محل اتصال، کمک شایانی به مهندسان در طراحی و پیش‌بینی زمان شروع و توسعه ترک بین لایه‌ای در لایه جوش می‌کند. در این مقاله، برای بررسی مود دوم شکست، به محاسبه‌ی تجربی و عددی نرخ آزاد سازی انرژی کرنشی برشی بین لایه‌ای در اتصال جوش فراصوت مواد مرکب پرداخته شده است. در این پژوهش از استفاده از 3 روش کاهش داده(CCM ) ، (CBT ) و (CBBM ) برای محاسبه نرخ آزاد سازی انرژی کرنشی و از مدل کشش-جدایش ذوزنقه‌ای برای مدل‌سازی اتصال در نرم افزار آباکوس استفاده شده است. سپس از ادغام نتایج تجربی و عددی برای استخراج پارامترهای قانون کشش-جدایش استفاده شده است. در پایان نمودارهای نیرو-جابجایی بدست آمده از آزمایشات تجربی و نمودارهای نیرو-جابجایی استخراج شده از مدل‌سازی عددی با یکدیگر مقایسه شده‌است. نتایج نشان می‌دهد مدل‌های استخراج شده با استفاده از روش CBBM و CBT پیش‌بینی خوبی نسبت به روش CCM دارند. همچنین سهم چقرمگی شکست پل‌زنی در رشد ترک بیشتر از چقرمگی شکست اولیه می‌باشد.