تحليل ترك بين لايه اي در مواد كامپوزيت با استفاده از روش اجزاء محدود توسعه يافته (X-FEM)

از آنجایی كه مواد كامپوزیت امروزه در صنایع گوناگون به طور وسیع مورد استفاده قرار می گیرند، بررسی و تحلیل ویژگی ها و خواص و نحوه رفتار آنها از اهمیت بالایی برخوردار است. ترك بین لایه ای (Delamination) از رایج ترین آسیب ها در مواد كامپوزیت است كه می تواند موجب مشكلات عملكردی مانند كاهش ظرفیت باربری و یا حتی ناپایداری گردد.در مدل سازی های اولیه از روش اجزاء محدود برای تحلیل پدیده ترك خوردگی استفاده می شد، ولی این روش قادر به تحلیل میدان سینگولار نوك ترك نبود و نتایج حاصل از آن با مفاهیم مكانیك شكست همخوانی نداشت. روش اجزاء محدود توسعه یافته (Extended Finite Element Method (X-FEM)) كه توسط بلیچكو (Belytschko) و همكارانش پیشنهاد شد، بهبود قابل توجهی در مدل سازی ناپیوستگی هایی همچون ترك ایجاد كرد. در این روش یك سری توابع غنی سازی به تقریب اجزاء محدود اضافه می شود كه موجب می شود ترك بدون احتیاج به هیچ گونه مش بندی خاص مدل شود. ناگاشیما (Nagashima) و همكارانش از این روش برای تحلیل ترك بین لایه ای بین دو ماده ایزوتروپ استفاده كردند و اخیرا نیز اسدپور و همكارانش و محمدی استفاده از این روش را به فضای اورتوتروپ گسترش دادند.در این تحقیق ترك بین لایه ای بین دو ماده اورتوتروپ مورد توجه قرار گرفته است و توابع غنی سازی جدید مربوط به محیط اورتوتروپ به دست آمده است. این توابع غنی سازی جدید، از روابط دوبعدی تغییر مكان های نزدیك نوك ترك بین لایه ای استخراج شده اند. بارگذاری تركیبی مود I, II مورد نظر قرار گرفته است و با استفاده از روش انتگرال J توسعه یافته برای ترك بین لایه ای بین دو ماده اورتوتروپ، مقادیر ضرایب تمركز تنش (SIF) محاسبه شده است.