تحليل رشد ترك اتصال چسبي با استفاده از روش اجزاي محدود توسعه يافته و مقايسه آن با نتايج آزمايشگاهي

Analysis of Crack growth Adhesive Joint by Extended Finite Element Method and Comparison with Experimental results

در اين مقاله، شكست و خرابي در مود دو اتصال چسبي كامپوزيتي با نمونه خمشي انتها تركدار مورد بررسي قرار گرفته است. براي ايجاد اتصال چسبي بين دو صفحه كامپوزيتي از جنس الياف شيشه تك جهته از چسب آرالدايت 2011 كه به طور گسترده در ساخت پره توربين بادي و همچنين صنايع هوا فضا كاربرد دارد استفاده شده است. ابتدا مكانيزم­هاي خرابي ايجاد شده در اتصال چسبي مود دو شكست از نتايج تجربي مورد بررسي قرار گرفته و سپس با توجه به نتايج تجربي ميزان آهنگ رهايي انرژي كرنشي بحراني مود دو شكست براي چسب آرالدايت 2011 برابر با J/m2 776/22 محاسبه شده است. بعد از محاسبه آهنگ رهايي انرژي كرنشي بحراني در مود دو از نتايج تجربي براي شبيه ­سازي رشد ترك در اتصال چسبي از روش اجزاي محدود توسعه يافته در نرم­افزار ABAQUS استفاده شده است. مقدار چقرمگي شكست مود دو براي چسب آرالدايت 2011 از نتايج حل عددي برابر با MPa√m 40/53 محاسبه شده است.

In this article, failure and damage in second mode of adhesive composite joint was investigated according to the bending in endnotch flexure specimen. To create an adhesive joint between two composite plates made of unidirectional glass fiber, Araldite 2011 resin was used which is widely capable in manufacturing turbine blades and aerospace industries. At the first, failure of second mode fracture of adhesive joint mechanisms has experimentally investigated. Then with considering this result with strain energy release rate on mode II of fracture in specimen for Araldite 2011, 776.22 J/m2 was calculated. In the following calculating critical strain energy release rate on mode II by using experimental results, XFEM method used for modeling crack growing in adhesive joint by using Abaqus software. At the end the amount of mode II fracture toughness for Araldite 2011 is calculated from numerical method which is 40.53MPa√m.