توسعه‏ ی یک مدل لایه گون در حضور روش انتگرال جی برای پیش ‏بینی رشد ترک بین لایه‏ ای در ورق‏ های چندلایه مرکب

Abstract

در این مقاله یک روش عددی به منظور پیش‏ بینی رشد ترک در ورق‏ های چند لایه مرکب توسعه داده شده است. برای محاسبه دقیق تنش های بین لایه ‏ای، تئوری لایه ‏گون ردی به کار گرفته شده و صحت نتایج بدست آمده به کمک نرم افزار اجزاء محدود آباکوس تأیید گردیده است. سپس قابلیت حل مسائل در حضور جدایش بین لایه ‏ای، به عنوان مهم‏ترین عامل خرابی مواد مرکب، به مدل اضافه شده است. در ادامه روش عددی انتگرال جی، به عنوان یک انتگرال مستقل از مسیر، برای ترک‏ های صفحه‌ای بین لایه‌ای در چند لایه‏ های مرکب معرفی شده و با استفاده از آن مدل لایه ‏گون ابتدایی تکمیل گردیده است. همچنین رشد آسیب در سازه با نرخ رهایی انرژی کرنشی کنترل می‏ گردد؛ به این صورت که در ابتدا روش محاسبه ماتریس سختی کل سازه به وسیله ‏ی المان لایه‏ گون بیان گشته و جابجایی‌های گره‏ ای و میدان تنش-کرنش در المان‌ها استخراج می‏ گردد. سپس با محاسبه ‏ی انتگرال جی سه بُعدی، امکان پیش‌بینی رشد ترک به کمک معیار نرخ رهایی انرژی کرنشی لبه‏ ی ترک، به دست می ‏آید. در انتها به منظور اعتبارسنجی مدل ارائه شده، نتایج بدست آمده با نتایج مدل‏ های موجود مقایسه گردید و مشاهده شد که در عین منحصر به فرد بودن، با برخی از مدل ‏های تحلیلی قرابت بیشتری دارد.