بررسی تمرکز تنش در مواد مرکب تک لایه یک جهته با ترک های زاویه دار و دندانه ای
چکیده
در این مقاله با استفاده از مدل شیرلگ اصلاح شده و اثر بر هم نهی، به بررسی تمرکز تنش در یک ماده مرکب الیافی تک‌جهته با ترکهای نامتقارن (زاویه دار و دندانه ای) پرداخته شده است. بر خلاف مدل اولیه شیرلگ، در مدل اصلاح شده فیبر و زمینه هر دو دارای قابلیت تحمل بار کششی می‌باشند. با استفاده از معادلات تعادل فیبر و زمینه برای یک المان حجمی معادلات تفاضل دیفرانسیلی استخراج و با اعمال شرایط مرزی، معادلات میدان های جابجایی و تنش حل می‌گردند. با استفاده از روش بر هم نهی برای تک لایه‌ای با تعداد N فیبر و r فیبر شکسته حداکثر تمرکز تنش در نوک ترکهای زاویه‌دار و دندانه ای محاسبه می‌گردد. نتایج ضعف مدل اولیه شیرلگ در بررسی دقیق تمرکز تنش در مواد مرکب تک لایه برای مقادیر بزرگتر نسبت مدول الاستیسیته زمینه به الیاف را نشان می‌دهد. در ماده مرکب شیشه- اپوکسی با ترکهای نامتقارن دندانه ای و زاویه‌دار در مدل اصلاح شده، بیشینه تمرکز تنش نسبت به ترک هم‌راستا به ترتیب 39 و 43 درصد کاهش می‌یابد. با افزایش نسبت مدول الاستیسیته زمینه به فیبر، بیشینه ضریب تمرکز تنش در اولین فیبر سالم نوک ترک کاهش می‌یابد. هنگامیکه نسبت مدول الاستیسیته زمینه به فیبر به سمت صفر میل می‌نماید نتایج مدل حاضر تطابق خوبی با مدل شیرلگ اولیه نشان می‌دهد.
کلید واژگان
تک لایه ماده مرکبشیر لگ
تمرکز تنش ترک
زاویه دار
دندانه ای
شماره نشریه
12تاریخ نشر
2016-02-011394-11-12
ناشر
دانشگاه تربیت مدرسسازمان پدید آورنده
دانشگاه بیرجنددانشگاه بیرجند
شاپا
1027-59402476-6909
