دانشگاه تربیت مدرس مهندسی مکانیک مدرس 2476-6909 16 5 2016 07 22 Fracture analysis of a unidirectional composite double cantilever beam specimen with finite length تحلیل شکست نمونه‌ی تیر دوگانه‌ی یک‌سرگیردار تک‌جهته از جنس ماده مرکب با طول محدود 145 152 9280 FA امیررضا شاهانی استاد دانشکده مکانیک دانشگاه صنعتی خواجه نصیر الدین طوسی راضیه ابوالفتحی تبار دانشجوی دکتری دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی Journal Article The unidirectional composite DCB specimen is considered as two finite length Timoshenko beams, attached together along a common edge except at the initial delamination length. Because of symmetry, only one half of the specimen is considered, which is partly free and partly resting on an elastic foundation. The problem is analytically solved by considering Timoshenko beam resting on Winkler and Pasternak elastic foundations and fracture toughness is generally derived. In the prior researches on this specimen using Timoshenko beam theory, the effect of the ligament length on the energy release rate was ignored. This research presents the solution for finite ligament length. Besides, the effect of ligament length on energy release rate and its minimum value that makes the energy release rate independent of the ligament length, is presented. For the special case when the ligament is large compared with the beam thickness, a closed form solution is derived for Timoshenko beam resting on Winkler elastic foundation. The analytical results are compared to prior researches on this subject and a good agreement is observed. The fracture toughness and compliance obtained by Timoshenko beam resting on Winkler elastic foundation predicts more accurate results with respect to experimental results. نمونه تیر دوگانه یک سرگیردار تک جهته، به صورت دو تیر تیموشنکو با طول محدود در نظر گرفته شده است که از یک سمت در تمام قسمت ها به جز در قسمت ترک، بهم چسبیده اند. به دلیل تقارن موجود، تنها نیمی از نمونه به صورت تیری شامل یک قسمت آزاد و یک قسمت بر روی بستر الاستیک، در نظر گرفته شده که در انتها تحت تاثیر نیرو قرار دارد. این تیر به صورت تحلیلی بر روی بسترهای الاستیک وینکلر و پاسترناک بررسی شده و مقادیر نرخ رهایش انرژی کرنشی آن در حالت عمومی به دست آمده است. در پژوهش هایی که پیش از این در رابطه با این نمونه با استفاده از تئوری تیر تیموشنکو انجام شده، از اثرات طول پیوند بر مقدار نرخ رهایش انرژی صرف نظر شده است. در این پژوهش جواب برای حالت حقیقی طول پیوند محدود به دست آمده و تاثیر طول پیوند بر مقدار نرخ رهایش انرژی و نیز حداقل طول پیوند برای مستقل شدن نرخ رهایش انرژی از این طول، ارائه شده است. برای حالت خاص طول پیوند نامحدود، رابطه ی بسته ای برای نرخ رهایش انرژی کرنشی تیر تیموشنکو بر روی بستر وینکلر ارائه شده است. نتایج حل تحلیلی با نتایج ارائه شده در پژوهش‌های دیگر مقایسه شده و توافق قابل قبولی مشاهده شده است. بر اساس نتایج به دست آمده برای نمونه ی تک جهته، مقادیر نرمی و چقرمگی شکست با استفاده از تحلیل تیر تیموشنکو بر روی بستر وینکلر، نزدیک ترین جواب را به جواب های تجربی موجود ارائه میدهد. https://mme.modares.ac.ir/article_9280_f3ada80d5c4ee70142b17b8192b2958e.pdf