بررسی تنش گذرا ناشی از پاره شدن الیاف در اتصالات چسبی مواد مرکب

در این پایان‏نامه، تنش گذرای به‏وجود آمده ناشی از پاره شدن الیاف بررسی شده است. تنش گذرا، مربوط به پاسخ دینامیکی سیستم در اثر ایجاد ناپیوستگی در الیاف، از لحظه گسسته شدن تا لحظه رسیدن به‏حالت تعادل می‏باشد. برای این‏ منظور، در ابتدا معادلات تعادل دینامیکی حاکم بر یک تک‏لایه با ابعاد محدود و در حضور گسستگی از نوع پاره شدن الیاف استخراج شده و تاثیرات جابه‏جایی محل گسستگی در راستای الیاف و عمود بر آن بررسی شده است. از تئوری شیرلگ برای استخراج معادلات استفاده شده است. در این تئوری، بار محوری فقط توسط فیبر تحمل شده و ماتریس فقط تنش برشی را تحمل می‏کند. در ادامه، اتصال چسبی تک‏لبه معرفی شده و معادلات تعادل دینامیکی مربوط به الیاف استخراج گردیده است. برای حل معادلات حاکم بر تک‏لایه و اتصال چسبی، از روش عددی تفاضل محدود صریح استفاده شده است. در استخراج معادلات دیفرانسیل جابه‏جایی، تمامی مواد در ناحیه الاستیک خطی در نظر گرفته شده است. اتصال بین لایه‏ها توسط چسبی که تنها قابلیت تحمل تنش برشی را دارد، صورت گرفته است. از تنش خمشی به‏وجود آمده ناشی از ناهم‏راستا بودن بار محوری اعمال شده به دو سر اتصال صرف‏نظر شده است. برای بررسی صحت روش و مقادیر به‏دست آمده، نتایج با حل استاتیکی موجود در مراجع مقایسه گردیده است. از نمودارهای به‏دست آمده مشخص است که بیشترین تمرکز تنش، در نوک ترک (محل گسستگی الیاف) ایجاد شده و با افزایش تعداد الیاف شکسته شده، این ضریب نیز افزایش می‏یابد. همچنین نتایج نشان می‏دهند که در اتصال‏ها، قسمت عمده بار اعمال شده به فیبر توسط لایه چسبی جذب می‏گردد و هر چقدر از فیبر گسسته شده فاصله گرفته شود، تاثیر نیروی انتقال یافته به آن فیبر کمتر می‏شود.