روش جدید برای پیش‌بینی شیوه ترکیبی اول و دوم چقرمگی شکست در کامپوزیت‌های لایه‌ای

شیوه ترکیبی اول و دوم شکست از عمده‌ترین شیوه­ های جدایش لایه ای در کامپوزیت‌های لایه‌ای است. سرعت رهایی انرژی کرنشی بحرانی به عنوان معیاری برای پیش‌بینی شروع جدایش ­لایه‌های نمونه‌ها به ­کار می‌رود. در این پژوهش، رابطه‌ای بین چقرمگی شکست تیرهای یک ­سرگیردار دو­لبه (DCB) و یک ­سرگیردار دو­لبه نامتقارن (ADCB) ارائه شده است. قطعات DCB و ADCB به ترتیب برای ایجاد مود اول و مود ترکیبی اول و دوم چقرمگی شکست نمونه‌های کامپوزیتی به ­کار برده می‌شوند. با توجه به تنوع چیدمان لایه‌ها، انجام آزمون روی قطعات چندلایه کامپوزیتی برای اندازه‌گیری چقرمگی شکست آنها کاری دشوار، پرهزینه و زمان­بر است. هدف از ایجاد چنین رابطه‌ای این است که بتوان به بنابراین با استفاده از چنین رابطه‌ای نیاز به آزمودن نمونه‌های کامپوزیت‌های لایه‌ای ADCB ‌مرتفع می‌شود. برای ایجاد این رابطه از هندسه نمونه‌های DCB و ADCB استفاده می‌شود. به ­دست­آوردن مقدار سرعت رهایی انرژی کرنشی بحرانی برای چندلایه‌های کامپوزیتی ADCB با زاویه­ های مختلف لایه‌های اطراف ترک برای استفاده در طراحی از کاربردهای مدل ارائه شده در پژوهش حاضر است. این روش، حجم محاسبات عددی و نیز هزینه مطالعات آزمایشگاهی را کاهش می‌دهد. نتایج به­ دست آمده از روش ارائه شده در این پژوهش با نتایج تجربی و مدل‌سازی عددی مقایسه شد. نتایج نشان می‌دهد، با خطای کمتر از %۱۰، می‌توان سرعت رهایی انرژی کرنشی نمونه‌های ADCB را با استفاده از مقدار سرعت رهایی انرژی کرنشی نمونه‌های تک‌جهتی DCB (به ­دست آمده از راه آزمون) پیش‌بینی کرد. نتایج به ­دست آمده از مقایسه حاکی از دقت مطلوب روش ارائه شده در این پژوهش است.