کامپوزیت ها به دلیل نسبت مقاومت به وزن بالا امروزه کاربرد بسیار زیادی در صنایعی مانند هوا فضا، خودرو سازی و ساختمان سازی و ... پیدا کرده اند. رفتار این مواد در مقابل بارهای ضربه ای یکی از بزرگترین نگرانی ها می باشد. بارهای ضربه ای می توانند در هنگام تعمیر و نگهداری و استفاده و در اثر سقوط اجسام به وجود بیایند. بارهای ضربه ای می توانند آسیب های داخلی قابل توجهی را ایجاد کنند که باعث کاهش شدید در مقاومت باقیمانده ورق های کامپوزیتی خواهند شد. در این پژوهش اثر پارامترهایی مانند شکل ضربه زننده، اثر شرایط تکیه گاهی، اثر دما و اثر ضربات تکراری مورد بررسی قرار می گیرند. کامپوزیت مورد استفاده از جنس شیشه/اپوکسی و با ابعاد 120×120 میلیمتر می باشد. برای بررسی اثر شکل ضربه زننده از چهار نوع شکل ضربه زننده ی کروی، سهموی، مخروطی و تخت استفاده کرده ایم. برای بررسی شرایط تکیه گاهی دو تکیه گاه ساده و کاملا گیردار مورد بررسی قرار گرفته اند. برای بررسی اثر دما، دما را بین دمای اتاق و 150 درجه سانتیگراد تغییر داده ایم. در قسمت ضربات تکراری تعداد ضربات مورد نیاز جهت سوراخ کردن کامپوزیت در سه ضخامت مختلف 3، 4 و 5 میلیمتر به دست آمده است. جهت شبیه سازی فرآیند ضربه از دستگاه تست وزنه افتان استفاده شده-است. همچنین اثرات ضخامت و انرژی ضربه نیز با استفاده از شبیه سازی در نرم افزار abaqus 6.9 بررسی شده است.

در قطعات از جنس ماده تابعی بخاطر وجود گرادیان خواص، ذاتاً مود ترکیبی شکست ایجاد می گردد. که مقادیر ضرایب شدت تنش به شیب گرادیان و جهت آن بستگی دارند. بنابراین برای محاسبه ضرایب شدت تنش بایستی از روشی استفاده گردد که قادر به محاسبه مودهای ترکیبی شکست گردد. به همین منظور در این تحقیق از روش انتگرال تعامل برای محاسبه ضرایب شدت تنش در پیشانی ترک های منحنی غیر صفحه ای در ماده تابعی استفاده می گردد. این روش بر پایه انرژی می باشد و توسط آن ضرایب شدت تنش بصورت مستقل از هم بدست می آیند. با در نظر گرفتن یک میدان کمکی و جمع آن با میدان واقعی، که از حل عددی مساله بدست آمده، و با استفاده از انتگرال j، فرمول بندی انتگرال تعامل بیان می گردد. حل مجانبی ویلیام در اطراف نوک ترک به عنوان میدان کمکی انتخاب می گردد. این میدان ها نسبت به دستگاه مختصات منحنی الخط تعریف شده که در نتیجه میدان کمکی تنش در حالت تعادل نبوده و همچنین میدان کمکی کرنش سازگار با میدان کمکی جابجایی نمی باشد. علاوه بر اثرات انحنای ترک، لحاظ کردن گرادیان خواص در میدان کمکی باعث می گردد حتی برای ترک سه بعدی صفحه ای با پیشانی مستقیم میدان کمکی تنش در حالت تعادل نباشد. بنابراین اثرات انحنای ترک و گرادیان خواص بایستی در فرمول بندی انتگرال تعامل لحاظ گردد. به منظور سهولت در حل عددی انتگرال تعامل که روی کانتور تعریف شده است و همچنین بالا بردن دقت نتایج، حوزه انتگرال گیری به ناحیه ای (حجمی) در اطراف نوک ترک تبدیل می گردد. این ناحیه به گونه ای تعریف می گردد که المان های متصل به پیشانی ترک از حوزه انتگرال گیری خارج می شوند که در نتیجه دیگر نیازی به استفاده از المان های تکین برای محاسبه دقیق تکینی در اطراف ترک نمی باشد. بنابراین در انتگرال تعامل به صورت انتگرال ناحیه باید اثرات انحنای ترک و گرادیان خواص اعمال گردد نتایج بدست آمده علاوه بر دقت مستقل از اندازه ناحیه باشند.

کامپوزیتها به دلیل نسبت مقاومت به وزن بالا امروزه کاربرد بسیار زیادی در صنایعی مانند هوا فضا، خودرو سازی و ساختمان سازی و ... پیدا کرده اند. رفتار این مواد در مقابل بارهای ضربه ای یکی از بزرگترین نگرانی ها می باشد. بارهای ضربه ای می توانند در هنگام تعمیر و نگهداری و استفاده در اثر سقوط اجسام به وجود بیایند. بارهای ضربه ای می توانند آسیب های قابل توجهی را ایجاد کنند که باعث کاهش شدید در مقاومت ورق های کامپوزیتی خواهند شد. در این پژوهش به بررسی اثر کسر حجمی الیاف و ضخامت لایه های کامپوزیت های هیبریدی تحت ضربه وزنه افتان و همچنین بررسی تغییرات انرژی جذب شده آنها می پردازیم. جنس کامپوزیت های هیبریدی مورد استفاده شیشه و کربن و ابعاد آنها60×60 میلیمتر می باشد. برای بررسی جرم حجمی الیاف از پنج کامپوزیت با کسر حجمی متفاوت استفاده کرده ایم. نمونه های مورد آزمایش شیشه ی خالص، [c4/g2]sو [c3/g3]s و [c2/g4]s و کربن خالص می باشد. برای بررسی اثر ضخامت بین لایه ها، سه نمونه ی کامپوزیتی [c3/g3]s و [c2/g2/c2/g2/c2/g2] و [c/g]3s را مورد بررسی قرار می دهیم. همه ی نمونه ها از 12 لایه تشکیل شده اند که ضخامت همه ی آنها ثابت و برابر 8/4 میلیمتر می باشد. جهت شبیه سازی فرآیند ضربه از دستگاه تست وزنه افتان استفاده شده است. همچنین شبیه سازی عددی در نرم-افزار6.10abaqus انجام شده است.