ارزيابي كارايي مفهوم ماده ايزوتروپيك مجازي در پيش‌بيني سريع بار شكست نمونه‌هاي كامپوزيتي داراي شيار VOشكل تحت مود يك

به دليل گسترش كاربرد قطعات كامپوزيتي در صنايع مختلف هوايي، فضايي، دريايي و نظامي به ويژه نمونه هايي كه داراي انواع مختلفي از سوراخها و شيارها هستند، ارزيابي ظرفيت تحمل بار اين قطعات اهميت ويژهاي پيدا كرده است. در مطالعه ي حاضر كارايي مفهوم ماده ايزوتروپيك مجازي در پيشبيني بار شكست قطعات كامپوزيتي داراي شيارهاي Vشكل با سوراخ انتهايي (شيار VOشكل) تحت بارگذاري مود يك، مورد ارزيابي قرار گرفته است. براي اين منظور ابتدا تعدادي چندلايه كامپوزيتي از جنس شيشه اپوكسي آماده سازي شدند. خواص استحكام كششي و چقرمگي شكست بين لايه اي نمونه ها كه براي پيشبيني بار شكست مورد نياز هستند، با استفاده از دو آزمون استاندارد تعيين شد. در ادامه تعدادي نمونه داراي شيار لبه اي VOشكل با هندسه هاي مختلف شيار برش داده شدند و با استفاده از آزمون كشش ساده، بار شكست آنها به صورت تجربي تعيين شد. تا كنون بر روي قطعات كامپوزيتي، اين نوع از شيارها تعبيه نشده است و در مطالعه حاضر براي اولين بار آزمون هاي تجربي بر روي قطعات كامپوزيتي داراي شيارهاي VOشكل انجام شد. براي پيشبيني تئوري بار شكست اين چندلايه ها از مفهوم ماده ايزوتروپيك مجازي استفاده شد كه اخيراً به منظور تعيين ظرفيت تحمل بار نمونه هاي شياردار بدون انجام تحليل هاي پيچيده مانند مدل آسيب پيشرونده يا ارزيابي لايه به لايه معرفي شده است. بر اساس اين مفهوم، قطعه ي كامپوزيتي با رفتار اورتوتروپيك، با يك قطعه ي مجازي ايزوتروپيك معادل گرفته شده و بار شكست اين ماده ي ايزوتروپيك با استفاده از معيارهاي مكانيك شكست شيار محاسبه ميشود. دو معيار حداكثر تنش محيطي و ميانگين تنش محيطي با مفهوم مذكور تركيب شدند و به كمك شبيه سازي المان محدود، بار شكست نمونه هاي آزمايش شده، به صورت تئوري پيش بيني شد. در نهايت مشخص شد معيارهاي تركيبي به كار گرفته شده براي پيشبيني بار شكست قطعات داراي شيار مي توانند ظرفيت تحمل بار قطعات داراي اين نوع از شيارهاي خاص را به سرعت پيشبيني كنند. هر دو معيار به كار گرفته شده، پيشبيني قابل قبولي از بار شكست ارائه كردند اما معيار تنش متوسط، بار شكست را با دقت بالا تري پيش بيني كرد.