مایکرومکانیک انتقال تنش از فاز میانی در آزمون بیرون کشی الیاف از رزین

Abstract

در این پژوهش از یک مدل‌ مایکرومکانیکی جهت پیش‌بینی انتقال تنش از لایه میانی کامپوزیت سه فازی تقویت‌شده استفاده‌شده است. مدل متقارن شامل الیاف، زمینه و لایه میان آن‌ها است. در این مطالعه رفتار مکانیکی اجزا تشکیل دهنده کامپوزیت به‌صورت الاستیک خطی فرض شده‌اند. همچنین، زمینه به‌صورت یک ماده‌ی همسانگرد و الیاف و لایه‌ی میانی به‌صورت مواد همسانگرد عرضی فرض شده‌اند. تحلیل تنش سه بعدی در دو حالت الف) لایه میانی کاملاً متصل و سالم و ب) لایه میانی تا حدی جداشده انجام شده است. از مدل‌سازی تحلیلی، یک جفت معادلات دیفرانسیل جزئی مستقل برحسب مؤلفه‌های نامعین جابجایی‌ به‌دست‌آمده‌ است. سپس به‌منظور حل دقیق معادلات دیفرانسیل از روش جداسازی متغیرها و بسط توابع ویژه استفاده شد. حل‌های تحلیلی برای شرایط مرزی آزاد در سطح خارجی ماتریس جهت مدل کردن آزمون بیرون کشی به‌دست‌آمده‌اند. در هر دو حالت نتایج حاصل از روش تحلیلی همخوانی خوبی با نتایج به دست آماده از روش عددی دارند. با مقایسه مؤلفه‌های تنش برشی، شعاعی و محوری مشخص می‌شود که کامپوزیت سه فازی به‌مراتب مقادیر کمتری نسبت به کامپوزیت دوفازی اتخاذ می‌کند، همچنین میدان تنش به‌دست‌آمده در حالت تا حدی جداشده، مقادیر کوچک‌تری نسبت به حالت سالم اتخاذ می‌کند.