بررسی عددی شروع رشد تورق در تیر کامپوزیتی یک سرگیردار با دو لبۀ متقارن

هدف اصلی این تحقیق بررسی شروع رشد مُد i تورق در کامپوزیت های لایه ای چند جهتی با ترک بین دو لایه صفر درجه است. به عبارت دیگر تاثیر لایه های دوردست محل تورق، بر توزیع نرخ رهایی انرژی کرنشی در پیشانی ترک و مقدار بار بحرانی نمونه تیر یک سرگیردار دولبه بررسی شده است. همچنین شرایط لازم برای تعیین چقرمگی شکست بین لایه ای تیر یک سر گیردار دولبه با چیدمان دلخواه، بر اساس معادل سازی آن با چیدمان تک جهته مشخص شده است. ابتدا تیر یک سر گیردار دولبه کامپوزیتی در نرم افزار اجزا محدود ansys به صورت سه بعدی مدل سازی شده و مقدار چقرمگی شکست بین لایه ای آن با روش بسته شدن مجازی ترک محاسبه شده است. سپس با مطالعه دقیق توزیع نرخ رهایی انرژی کرنشی برای چیدمان های مختلف، پارامتر غیر یکنواختی توزیع نرخ رهایی انرژی کرنشی به نام β، که مقدار آن وابسته به چیدمان لایه ها و ابعاد هندسی قطعه است، ارائه شده است. مقایسه نتایج اجزا محدود با نتایج تجربی موجود در منابع دیگر نشان می دهد که اگر < 20% β باشد مقدار چقرمگی شکست تیر یک سر گیردار دولبه چند جهتی با خطایی کمتر از 6/3 درصد با چقرمگی شکست کامپوزیت تک جهتی برابر است. بنابراین می توان مقدار بار بحرانی شروع رشد تورق در چندلایه های کامپوزیتی را با دقت خوبی از روابط تحلیلی موجود با داشتن چقرمگی شکست کامپوزیت تک جهته بدون انجام آزمایش پیش بینی کرد.