تعیین محدوده بارگذاری شکست در کامپوزیتهای ترد شیاردار سازههای هوافضایی

در گذشته کارهای بسیاری در زمینه مکانیک شکست در مواد دارای شیارهای u و v شکل انحناءدار و نوک تیز توسط محققین داخلی و خارجی انجام گردیده است اما در زمینه مکانیک شکست در مواد کامپوزیت های الیافی دارای شیار حجم این مطالعات بسیار کم می باشد. در این پروژه ابتدا روابط تئوری که از معیار انتگرال j بهره می گیرد به منظور محاسبه نیروی بحرانی شکست در نمونه های دارای شیار u و v شکل انحناءدار تحت مود i ارائه شده است. سپس با استفاده از نتایج آزمایشگاهی، نتایج تئوری به دست آمده به منظور استفاده در کامپوزیت های الیافی صحه گذاری شده است. این کامپوزیت ها به صورت دو سری از نمونه های کامپوزیت الیافی ساخته شده از 6 لایه پارچه e-glass دو جهته دارای شیارهای متفاوت u شکل و v شکل انحناءدار ساخته شده اند. در تست های تجربی، اثرات پارامترهای شیار که شامل شعاع نوک شیار(?)، عمق شیار(a/w) و زاویه بازشوندگی شیار (2?)می باشد بر روی نیروی بحرانی شکست در کامپوزیت های الیافی اشاره شده بررسی شده است. تحقیقات نشان داده است که با افزایش شعاع نوک شیار میزان تحمل بار بحرانی شکست در نمونه های دارای هر دو شیار u شکل و v شکل انحناءدار ابتدا کاهش و سپس افزایش می یابد. همچنین با افزایش عمق شیار میزان تحمل نیروی بحرانی شکست در نمونه های کامپوزیتی به صورت نمایی کاهش می یابد و با افزایش زاویه بازشوندگی شیار نیروی بحرانی شکست تغییر می کند اما این تغییرات نسبت به دو پارامتر دیگر ناچیز است و می توان از آن صرف نظر نمود. به منظور تعیین و تحلیل نتایج حاصل از تست های تجربی از روش تاگوچی و نرم افزار minitab بهره برده شده است. همچنین در تحلیل نمونه ها از نرم افزار abaqus بهره برداری شده است.