مهندسی مکانیک مدرس

مهندسی مکانیک مدرس

تعیین یک رابطه عمومی برای درنظرگیری رشد چگالی ترک ماتریسی و جداشدگی بین لایه ای در مواد مرکب متعامد تحت بارگذاری محوری براساس مدل تاخیر برش ارتقا یافته

نویسندگان
1 استادیار گروه هوافضای دانشگاه سمنان
2 فارغ التحصیل کارشناسی ارشد
چکیده
در این مقاله با استفاده از یک مدل تاخیر برش توسعه یافته، با درنظرگیری اثرات تنشهای برشی خارج صفحه ای، میدانهای تنش، کرنش، جابجایی و انرژی کرنشی در چندلایه های کامپوزیتی متعامد نمونۀ 0m/90n]s] محاسبه می شود. در ادامه روابطی برای تعیین افت سختی ناشی از وجود ترک ماتریسی در چندلایه های کامپوزیتی متقارن متعامد ارایه میشود و پارامترهای خرابی ناشی از وجود ترک ماتریسی در ماترسی سختی لایه کامپوزیتی تعریف می گردند. در ادامه با استفاده از مفاهیم مکانیک شکست و با بکارگیری دو معیار بیشترین تنش و معیار انرژی کرنشی آزاد شده، رشد مکانیزم های خرابی نظیر ترک ماتریسی و جداشدگی بین لایه ای حاصل از آن مطالعه می شود و یک رابطه بسته تحلیلی برای رشد خرابی در مواد مرکب لایه ای برحسب تنش محوری اعمال شده ارائه میگردد و در نهایت نتایج حاصل با نتایج تحلیلی و تجربی موجود مقایسه می گردد. نتایج ارائه شده نشان خواهد داد که روابط ارائه شده در این پژوهش در مقایسه با نتایج نیمه تحلیلی قبلی دارای دقت مناسبتر و خطای کمتر در مقایسه با نتایج تجربی میباشند. لازم به ذکر است که مدل ارائه شده در این مقاله، قابل توسعه به چندلایه های متقارن عمومی نیز می باشد.
کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله English

Determination of a general close form relation for crack density and induced delamination evolution in cross ply laminates under uniaxial loading condition based on an extended shear lag model

نویسندگان English

amin farrokhabadi 1
Maryam Aghaebrahimi 2
چکیده English

In the present study, using a precise shear lag parameter in an extended shear lag model, by considering the effects of out of plane shear stresses, the stress fields distribution as well as strain fields and displacement distributions will be obtained for a typical [0m/90n]s cross ply composite laminate containing a specified matrix cracking density. Then, the stiffness degradation due to existence of matrix cracking in these cross-ply composite laminates will be evaluated and specific damage parameters, which affect the stiffness matrix of composite ply, will be defined. Furthermore, using the concept of fracture mechanics by applying two different criteria including the maximum stress and strain energy release rate, the matrix cracking initiation and evolution as well as induced delamination propagation will be studied. Finally, a closed form relation will be presented which predicts the evolution of matrix cracking under uniaxial loading conditions in cross-ply composite laminates. At last, the obtained results by present study will be compared with available semi-analytical and experimental results. The obtained results reveal that the proposed closed form relations by the authors have a less difference with experimental results in comparison with the previous semi analytic results.

کلیدواژه‌ها English

shear lag model
Matrix cracking
Delamination
max stress
Strain Energy Release Rate
تعیین یک رابطه عمومی برای درنظرگیری رشد چگالی ترک ماتریسی و جداشدگی بین لایه ای در مواد مرکب متعامد تحت بارگذاری محوری براساس مدل تاخیر برش ارتقا یافته