مدلی برای پیش بینی آغاز و انتشار آسیب در چند لایه کامپوزیتی متعامد تحت بارگذاری محوری

در این پایان نامه روشی برای پیش بینی آغاز و رشد ترک در یک ورق چند لایه کامپوزیتی به فرم [0m/90n]s که یک بار محوری در راستای فیبر های لایه صفر درجه به آن وارد می شود، مورد مطالعه قرار می گیرد. مطالعات آزمایشگاهی نشان داده است که وقتی بار وارده به مقدار خاصی می رسد اولین آسیب به صورت ترکی که صفحه آن عمود بر غشاء میانی ورق است، در ماتریس، به موازات فیبرها، در لایه میانی (لایه نود درجه) بوجود می آید. وقتی که تعداد ترک های عرضی به حد خاصی رسید، دو حالت ممکن است پیش بیاید. حالت اول بوجود آمدن ترکهای طولی و حالت دوم جدایی لایه هاست. ترک طولی درست مانند ترک عرضی است که در لایه نود درجه، عمود بر غشاء میانی و به موازات فیبرها بوجود می آید.حالت دوم که جدایی لایه هاست می تواند به صورت جدایی لایه صفر درجه از لایه نود درجه، در فصل مشترک این دو لایه، در محل برخورد ترک عرضی با لبه های ورق و یا در محل برخورد یک ترک عرضی با یک ترک طولی بوجود آید. کل کامپوزیت آسیب دیده را می توان به صورت بلوکهایی تصور کرد که بین دو ترک طولی و عرضی متوالی قرار دارند و در کنار یکدیگر چیده شده اند. با استفاده از یک میدان تنش فرضی قابل قبول که در شرایط مرزی صدق می کند انرژی پتانسیل را بدست آورده، از روش حساب تغییرات میدان تنشی که انرژی پتانسیل را می نیمم می کند بدست می آید. متعاقباً نرخ آزاد سازی انرژی کرنشی را بدست آورده و از این فاکتور برای پیش بینی آغاز و بررسی انتشار آسیب استفاده می شود.همچنین از انرژی پتانسیل بدست آمده، کاهش سختی و تغییرات ضریب پواسون موثر در اثر انتشار ترک بررسی می شود. در پایان با استفاده از فرمول های بدست آمده آغاز بوجود آمدن آسیب در هر ورقه کامپوزیتی، یعنی بوجود آمدن اولین ترک عرضی قابل پیش بینی است. همچنین سختی ورقه و ضریب پواسون موثر آن در دانسیته ترک های مختلف قابل محاسبه است.