اثرات سرعت بارگذاری و جهت انتشار ترک بر چقرمگی شکست بین لایه ای در کامپوزیت های پایه پلیمری: یک مطالعه تحلیلی و تجربی

Abstract

در این تحقیق اثرات جهت انتشار ترک و سرعت بارگذاری در مود اول شکست بر روی چقرمگی شکست به شکل تحلیلی و تجربی مطالعه شده است. در مود اول بازشوندگی دهانه ترک چیدمان الیاف در دو حالت متفاوت بررسی شده و انتشار ترک در جهت موازی با الیاف و عمود بر جهت الیاف آزمایش شده است. برای انجام آزمون های خمش سه نقطه ای، نمونه های آزمایشی مطابق با استاندارد طراحی و ساخته شدند. هدف از انجام آزمایش بارگذاری و اندازه گیری چقرمگی شکست در جهات مختلف انتشار و رشد ترک نسبت به زاویه الیاف می‌باشد. علاوه بر این، مجموعه ای از نمونه‌های تیر یک سر گیردار دو لبه با اعمال تغییر زاویه بارگذاری نسبت به راستای فیکسچر مورد بررسی قرار گرفتند. درصد تغییرات چقرمگی شکست بین لایه ای در آزمایش های DCB و TPB عرضی و TPB طولی به ترتیب 67/5%، 5/6% و 93/3% می باشد. این تغییرات نشان می دهد که تفاوت بین چقرمگی شکست در منطقه رشد ترک برای نمونه‌های آزمایش DCB نسبت به نمونه های TPB به دلیل ضخامت نمونه‎‌ها مقدار کمتری دارد. نتایج نشان می‌دهد چقرمگی شکست بین لایه ای، هنگامی که ترک به موازات الیاف رشد می کند بسیار بیشتر از زمانی است که ترک در جهت عمود بر الیاف رشد می نماید. در ادامه دلایل فیزیکی این نتایج تجربی مورد بحث قرارگرفته است.