پیش‌بینی عمر خستگی پلیمرهای تقویت‌شده با الیاف شیشه و الیاف گرافیت تحت بارگذاری‌های مختلف

Abstract

شناخت دقیق رفتار پلیمرهای تقویت‌شده در بارگذاری خستگی بمنظور طراحی سازه‌های قابل اعتماد حایز اهمیت است و با‌ توجه به رفتار متفاوت این مواد نسبت به مواد سنتی، معرفی معیاری که نماینده‌ی واقعی عمر خستگی این مواد باشد، بسیار مهم است. در این تحقیق عمر خستگی برای ورق تقویت‌شده با الیاف شیشه و الیاف گرافیت که تحت بار خمشی قرار گرفته، برای دو حالت بارگذاری جانبی گسترده و متمرکز محاسبه و با یکدیگر مقایسه شده است. برای مدلسازی مساله از تئوری کاهش استحکام و برای محاسبه مقدار تنش در لایه‌های ورق، از تئوری برشی مرتبه اول ورق‌ها استفاده شده و با استخراج توزیع تنش در هر لایه از ورق، و با استفاده از تئوری کاهش تدریجی خواص، میزان کاهش استحکام برای هر لایه در هر مرحله از بارگذاری بدست آمده است. با ادامه بارگذاری سرانجام استحکام لایه‌ها در اثر خستگی در راستای الیاف و ماتریس کاهش می‌یابد تا به مقدار تنش اعمال شده به لایه می‌رسد و لایه شکسته می‌شود. در این مرحله از تئوری قاعده‌ی کاهش ناگهانی خواص برای مدلسازی شکست لایه استفاده می‌شود و با ادامه فرآیند حل، میزان عمر خستگی لایه‌ها و اثرات شکست یک لایه بر رفتار لایه‌های دیگر تا رسیدن به شکست نهایی مورد بررسی قرار می‌گیرد. همچنین در قسمت نتایج عددی عمر خستگی برای ورق کامپوزیتی از دو جنس یاد شده با یکدیگر مقایسه شده است.