مدلسازي عددي فرآيند خستگي در چند لايه هاي كامپوزيتي

كارشناسي ارشد

چكيده با توجه به كاربرد گستره مواد كامپوزيتي در صنايع حساس از جمله صنايع هوافضايي و هسته‌اي و همچنين نقش عمده آنها در ايمني سازه‌ها، تحليل خستگي مواد كامپوزيتي از اهميت بسزايي برخوردار است. به دليل پيچيده بودن شروع و فرآيند رشد آسيب خستگي در كامپوزيت‌ها پيش بيني عمر قطعات تحت بارگذاري واقعي و هندسه‌هاي پيچيده بسيار مشكل است. به همين دليل عمده تحقيقات انجام شده و مدل‌هاي موجود براي شرايط بارگذاري خاص و هندسه‌هاي ساده ارائه شده‌اند. به منظور به كار بردن اين تئوري‌ها در مسائل كاربردي، مي‌توان از روش‌هاي حل عددي از جمله حل المان محدود استفاده كرد. در اين پايان نامه ابتدا به بررسي مدل‌هاي خستگي ارائه شده براي كامپوزيت‌هاي لايه‌اي پرداخته مي‌شود. در اين بين مدل المان بحراني ريف اشنايدر، مدل آسيب پيشرونده خستگي شكريه و لسارد و مدل طاهري بهروز و شكريه براي لايه چيني متعامد با جزييات بيشتر توضيح داده مي‌شود. بر اساس اين مدل‌ها و با فرض غير خطي بودن رابطه تنش- كرنش برشي معادلات افت استحكام و پيش بيني عمر بازنويسي شده است. سپس به منظور شبيه سازي اجزا محدود يك كد ماده (يومت) در نرم افزار آباكوس نوشته شده است. در آخر جهت بررسي نتايج مدل اجزا محدود، نمونه كامپوزيتي AS4/3501-6 با لايه چيني [04/904]s تحت بار خستگي پين شبيه سازي شده و نتايج افت استحكام، افت سفتي و عمر نهايي نمونه در سطح تنش‌هاي مختلف با نتايج تجربي موجود مقايسه شده است. نتايج بدست آمده از حل اجزا محدود بيانگر پيش بيني قابل قبول نمودار بار-عمر، افت سفتي و استحكام در لايه‌هاي مختلف مي‌باشد. واژه‌هاي كليدي: كامپوزيت، خستگي، آسيب پيشرونده، اجزا محدود، تنش-كرنش غيرخطي

188759

دانشگاه علم و صنعت ايران

طراحي كاربردي - جامدات

دكتر فتح اله طاهري بهروز