پیش‌بینی عمر خستگی چند‌لایه‌های کامپوزیتی تحت وضعیت بارگذاری خستگی چندجهته با استفاده از مدل مکانیک خرابی محیط‌های پیوسته توسعه یافته

Abstract

نسبت مقاومت و سفتی به وزن بالا، از مهم‌ترین مزیت‌های کامپوزیت‌ها بوده که باعث کاربرد گسترده این مواد در صنایع مختلف شده است. کامپوزیت‌ها به‌دلیل وجود مکانیزم‌های آسیب مختلف و نرخ متفاوت رشد و تأثیر این مکانیزم‌ها بر یکدیگر نسبت به فلزات دارای پیچیدگی بیشتری می‌باشد. در این مقاله، به‌‌منظور پیش‌بینی عمر خستگی و شبیه‌سازی افت سفتی در چندلایه‌های کامپوزیتی تحت بارگذاری خستگی مدلی مبتنی بر مکانیک خرابی محیط‌های پیوسته توسعه داده شده است. متغیرهای آسیب برای شبیه‌سازی افت خواص الاستیک در رزین، الیاف و جهت برشی در نظر گرفته می‌شوند. ثابت‌های مادی در قوانین رشد آسیب رزین، الیاف و جهت برشی، از آزمایشات روی چند‌لایه‌های تک‌جهته ، و چندلایه متعامد قابل استخراج می‌باشد. به‌منظور ارزیابی مدل در بارگذاری چندجهته، نسبت‌های تنش متفاوت و وضعیت‌های تنش دلخواه از نتایج تجربی در دسترس بر روی چند‌لایه‌های تک‌جهته کامپوزیتی ، و تحت بارگذاری کششی استفاده شده است. همچنین به‌منظور ارزیابی مدل برای چندلایه‌های کامپوزیتی دارای تمرکز تنش از نتایج آزمایشی بر روی چندلایه متعامد و تحت بارگذاری پین استفاده شده است. نتایج حاصل بیانگر توانایی مدل در پیش‌بینی عمر خستگی چند‌لایه‌های تک‌جهته و متعامد کامپوزیتی تحت بارگذاری تک‌جهته و چند‌جهته و در وضعیت‌های مختلف تنش می‌باشد.