بررسی مایکرومکانیک جدایش الیاف- ماتریس و رشد ترک‌های ماتریسی به‌کمک مدل ناحیه چسبنده و روش المان محدود تعمیم یافته

Abstract

یکی از موارد مهم درباره رفتار کامپوزیت‌ها در شرایط بارگذاری مختلف، پیدایش و رشد مودهای خرابی متنوعی است که دارای تأثیر بسزایی بر نحوه عملکرد آن‌ها هستند. مود خرابی مربوط به جدایش اتصال بین الیاف و ماتریس را می‌‌توان جزو اولین موارد در پیدایش خرابی در کامپوزیت‌های مختلف دانست که متعاقب آن و یا به‌صورت هم‌زمان، مودهای خرابی دیگری هم‌چون ترک‌های ماتریسی نیز به‌وجود می‌آیند. در مقاله حاضر با استفاده از مدل ناحیه چسبنده و المان محدود تعمیم یافته و با اعمال بارگذاری عرضی بر المان‌های حجمی نماینده در فاز مایکرومکانیک، اثرات پیدایش و رشد خرابی‌هایی هم‌چون جدایش بین الیاف و ماتریس، و ترک‌های ماتریسی مطالعه شده است. بدین منظور، در ابتدا رفتار ناحیه چسبنده بررسی شده و با شبیه‌سازی نتایج مربوط به جدایش الیاف از ماتریس در مقالات گذشته، روش طراحی صحت‌سنجی شده است. سپس اثرات مدل ناحیه چسنده در المان‌های حجمی مختلف مطالعه و نتایج آن‌ها با یکدیگر مقایسه می‌شوند. در ادامه با وارد کردن اثرات مربوط به پیدایش و رشد ترک ماتریسی با استفاده از روش المان محدود تعمیم یافته، اثرات ناشی از خرابی ناحیه چسبنده و ترک‌های ماتریسی به‌صورت هم‌زمان با استفاده از روش المان محدود و نرم‌افزار آباکوس مطالعه می‌شوند.