مدل‏ سازی تخریب پیش رونده صفحات کامپوزیتی شیشه - اپوکسی تحت بار کششی استاتیکی در دمای پایین

Abstract

به دلیل کاربرد وسیع کامپوزیت‏ ها در دماهای پایین، رفتار مکانیکی کامپوزیت ‏های پلیمری با الیاف شیشه در این دما می ‏بایستی به خوبی شناخته شود. بررسی آزمایشگاهی و یا عددی صفحات شبه همسان‏گرد که می‏ تواند دارای اثر تمرکز تنش نیز باشد تاکنون کمتر مورد توجه واقع گردیده است. در این تحقیق مدلی جهت پیش بینی تخریب پیش رونده صفحات شبه همسان‏گرد در دمای اتاق و °C 60- ارائه شده است. در این مدل از معیار تخریب Hashin که دقت روش‏ های درجه دوم و قابلیت تشخیص شکل مود شکست روش تنش حداکثر را بصورت همزمان داراست استفاده شده است. نوع لایه چینی صفحه شبه همسان‏گرد با اثر تمرکز تنش انتخاب شده است. با کمک مجموعه آزمایشات انجام شده توسط نویسندگان این تحقیق، خواص اولیه لایه تک جهته در دمای °C 60- اندازه‏ گیری و به عنوان ورودی به مدل داده شده است. بارگذاری استاتیکی به تدریج اعمال شده و در هر مرحله میدان تنش (شامل تنش‏ های مکانیکی و حرارتی) در نقاط انتگرالی المان‏ ها محاسبه و معیارهای تخریب جهت تشخیص احتمالی تخریب لایه در المان‏ ها اعمال می‏ گردد. خواص مکانیکی لایه‏ های تخریب شده با توجه به شکل مد تخریب و با استفاده از قوانین کاهش خواص مکانیکی تغییر داده می‏ شود. در صورت وجود تخریب، از روش بهبود یافته نیوتن رافسون جهت دستیابی به همگرایی استفاده می ‏گردد. افزایش بار تا رسیدن به تخریب کامل صفحه ادامه پیدا می‏ نماید. نتایج مدل ارائه شده ضمن نشان دادن اثر دمای پایین روی استحکام صفحات کامپوزیتی شبه همسان‏گرد، با مقادیر آزمایشگاهی نیز مطابقت خوبی دارد.