مهندسی مکانیک مدرس

مهندسی مکانیک مدرس

پیش‌بینی نرخ رهایی انرژی کرنشی تیرکامپوزیتی‌ یک‌سرگیردار دو لبه نامتقارن با استفاده از روش چیدمان معادل در مود ترکیبی اول و دوم تورق

نویسندگان
1 دانشگاه علم و صنعت ایران دانشکده مهندسی مکانیک، استاد
2 دانشگاه علم و صنعت ایران
چکیده
در این مقاله روش چیدمان معادل برای تخمین شروع تورق در تیر یکسرگیردار دو لبه نامتقارن کامپوزیت لایه ای پایه گذاری و ارائه شده است. رابطه ای برای نرخ رهایی انرژی کرنشی بحرانی، به عنوان معیاری برای شروع رشد ترک، برای نمونه های تک جهته و چند جهته بدست آمده است. تیر کامپوزیت لایه ای یکسرگیردار دولبه با ترک نامتقارن در نرم افزار ABAQUS مدل سازی شده و بدین منظور از روش بسته شدن مجازی ترک برای محاسبه نرخ رهایی انرژی کرنشی استفاده شده است. با استفاده از این روش می توان شروع تورق نمونه های چندجهته را بدون نیاز به آزمایش تجربی و مدل سازی اجزا محدود تخمین زد، بنابراین روش چیدمان معادل، حجم محاسبات عددی و نیز هزینه مطالعات آزمایشگاهی را به مقدار چشم گیری کاهش می دهد. اعتبار این روش با استفاده از نتایج تجربی مورد بررسی قرار گرفته است. همچنین، نرخ رهایی انرژی کرنشی کلی بدست آمده از این روش بانتایج مدل سازی عددی و نتایج تحلیلی مقایسه شده است. نتایج نشان می دهد که با خطای کمتر از 10% می توان نرخ رهایی انرژی کرنشی نمونه های چندجهته را با استفاده از مقدار معلوم نرخ رهایی انرژی کرنشی نمونه های تک جهته پیش بینی کرد.
کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله English

Prediction of Strain Energy Release Rate of Asymmetric Double Cantilever Composite Beam in Mixed-mode I/II Delamination using Equivalent Lay-up

نویسندگان English

mahmod mehrdad shokrieh 1
afshin zeinedini 2
چکیده English

In this paper, the equivalent layup method to estimate the delamination initiation of asymmetric double cantilever beam (ADCB) is presented. A relation for critical strain energy release rates (SERR) of unidirectional (UD) and multidirectional (MD) laminates, as a criterion for crack growth initiation, was presented. For finite element analyses, the ADCB specimens were modeled in ABAQUS/Standard software and SERR is determined using the virtual crack closure technique (VCCT). According to this method, the ability of estimating delamination initiation without using experimental tests and finite element modeling of MD specimens is provided. This method reduces the volume of calculations FEM and experimental tests significantly. Accuracy of the proposed method has been verified by experimental data. Also, the total strain energy release rate analyzed by this method is compared with the FEM and theoretical results. Results show that SERR of MD lay-ups can be predicted by measuring SERR of the unidirectional specimens using FEM method with an error less than 10%.

کلیدواژه‌ها English

simulation
Equivalent Lay-up
laminated composites
Strain Energy Release Rate
Experiment