پ۲۶۶۶۲
per
بررسی تاثیر هندسه نامتقارن نمونه ENF خمیده محدب بر جدا شدن لایه های یک ماده مرکب در مد II
نیما عنابی میلانی
مهندسی مکانیک
۱۳۹۹
۹۵ص.
سی دی
کارشناسی ارشد
مهندسی مکانیک گرايش طراحی کاربردی
۱۳۹۹/۶/۱۹
پدیده جدا شدن لایه¬ها (delamination,debonding,cleavage) در مواد مرکب، یکی از انواع رایج تخریب این مواد است. این تخریب در نمونه هایی با اشکال هندسی مستقیمِ (تخت) مستطیلی شکل به صورت گسترده¬ای مورد بررسی قرار گرفته است. در این تحقیق نمونه های خمیده که به اشکال قطعات واقعی نزدیک¬ترند مورد بررسی قرار می¬گیرد. در این تحقیق، آزمایش در مدII بارگذاری به صورت محدب انجام می¬شود. هندسه نمونه نامتقارن است؛ یعنی ترک در وسط ضخامت قرار ندارد. در این پژوهش شکست و خرابی در مودII اتصال چسبی (رزینی) کامپوزیتی نمونه تحت آزمایش خمش انتها شکاف¬دارِ خمیدۀ محدب بررسی شده است. بر این اساس نمونه های کامپوزیتی خمیدۀمحدب از جنس الیاف شیشه/رزین قالب¬گیری اپوکسی در اندازه های طول ترک اولیه مختلف با ضخامت نامتقارن یکسان، انتخاب و تحت بارگذاری استاتیکی قرار گرفت. آزمایش خمش سه نقطه برای بدست آوردن نحوۀ إشاعه ترک و سپس محاسبه آهنگ رهایی انرژی (کرنشی)-درصورت مجال-با استفاده از روش های خطی از جمله نظریه تیرها و تیر اصلاح شده و روش کالیبراسیون (متعادل کردن) نرمی انجام شده و شاید در ادامه تحقیقات آتی، با روش های الاستوپلاستیک (غیرخطی) از جمله انتگرال مداری دینامیکی و مستقل از مسیر J انجام شود. نخست مکانیزم های خرابی ایجاد شده در اتصال چسبی مدII از نتایج تجربی(عملی) بررسی شده و با توجه به نتایج آزمایشگاهی میزان آهنگ رهایی انرژی بحرانی مدII شکست برای چسب J/m222/776 محاسبه شده سپس برای شبیه سازی عددی از المان محدود توسعه یافته XFEM استفاده و نتایج دو به دو مقایسه شد و ملاحظه گردید که این نتایج ارتباط نزدیک و معناداری با یکدیگر دارند. از طرفی با توجه به شرایط مختلف استفاده از یک اتصال چسبی؛ در این اتصال نیز انواع شکست و خرابی (شکست در چسب، شکست در سطوح اتصال و شکست در مواد متصل شده) ایجاد می شود. درضمن شبیه سازی یا تحلیل عددی یا تقریبی این نمونه ها با استفاده از نرم افزار ABAQUS و نسخه 2-14-6 به بعد-که تغییرات جدی در آن لحاظ شده- انجام گرفته است. مقدار چقرمگی شکست مدII چسب (رزین) با استفاده از نتایج شبیه سازی یا حل عددی MPa mm1/253/40 بدست آمده است.
Abstract: The phenomenon of layer separation in types (Delamination, Debonding, Cleavage) in composite materials is one of the common types of degradation of these materials. This degradation has been extensively studied in samples with straight (e.g. flat), rectangular, geometric shapes. In this study, curved specimens that are closer to the shapes of real parts are investigated. In this study, the test is performed in loading convex mode II. The geometry of the sample is non-symmetric; That is, the crack is not in the middle of the thickness. In this study, the damage and failure in mode II of adhesive composite (e.g. resin) bond of the curved convex with End Notched Flexture specimen has been investigated. Based on this, convex curved composite samples made of molding glass fiber / epoxy resin in different initial crack length sizes with the same non-symmetric thickness were selected and subjected to static loading. The three-point bending test is performed to obtain the crack propagation pattern and then to calculate the (Strain or Potential) Energy Release Rate- if possible- using linear methods such as Corrected Beam Theory and Beam Theory and Compliance Calibration (balancing) Method and further research will be performed with Elastoplastic (nonlinear) Method including dynamic orbital and independent of path integral e.g. J-integral. First, the failure mechanisms in the adhesive bonding of mode II are investigated from experimental (practical) results and according to the experimental results, the Critical Energy Release Rate of failure mode II for adhesive is calculated 776/22 J/m2, then for numerical simulation, Extended Finite Element Method (XFEM) was used and the results were compared in pairs and it was observed that these results are closely and significantly related to each other. On the other hand, due to the different conditions of using an Adhesive Joint; In this Joint also, all kinds of fractures and failures (Adhesive Failure, Cohesive Failure and Adherent Failure) occur. In addition, the simulation or numerical or approximate analysis of these samples has been done using ABAQUS software and version 6-14-2 onwards, which has undergone serious changes. The fracture toughness (stress intensity factor) of mode II adhesive (e.g. resin) was obtained using simulation results or from numerical method which is 40/53 MPa m1/2.
Study of the influence of non-symmetric geometry of convex curved ENF specimen on delamination of a composite material in mode II
عنابی میلانی،
نیما
تهيه کننده
خوشروان آذر،
بیگلری،
محمدرضا
حسن
استاد راهنما
استاد مشاور
تبریز
