بررسي عدم قطعيت در چندلايه‌هاي ساخته‌شده از الياف شيشه/اپوكسي هنگام جدايش با استفاده از روش سطح پاسخ

Uncertainty Analysis of Delamination Growth of Glass/Epoxy Laminates Using Response Surface Methodology

در اين مطالعه، روشي براي بررسي عدم قطعيت صفحه مستطيلي چندلايه‌اي ساخته‌شده از الياف شيشه/اپوكسي با وجود ترك بين‌لايه‌اي اوليه در بارگذاري حالت اول، دوم و تركيبي اول/دوم با استفاده از معيار انرژي انجام شده است. توابع حالت حدي براي تحليل قابليت اطمينان رشد جدايش در هريك از حالت‌هاي بارگذاري، طبق مفاهيم مكانيك شكست و آزادسازي انرژي به دست آمده است. با استفاده از متغيرهاي تصادفي و توابع حالت حدي طبق معيار انرژي، بررسي عدم قطعيت با استفاده از روش سطح پاسخ انجام شده است. ايده اصلي روش سطح پاسخ، تقريب تابع سطح پاسخ ضمني با استفاده از يك تابع رياضي صريح با متغيرهاي تصادفي درگير در تابع حالت حدي است. از آن‌جا كه تقريب تابع حالت حدي صريح است، مي‌توان از روش مرتبه اول/دوم قابليت اطمينان براي تخمين احتمال شكست استفاده كرد. نتايج حاكي از آن است كه احتمال رشد جدايش در روش سطح پاسخ نسبت به دو روش مرتبه اول/دوم قابليت اطمينان مقدار بيشتري است. سرانجام، تاثير طول جدايش اوليه، تعداد لايه‌ها و بارگذاري در حالت‌هاي مختلف بر رشد جدايش چندلايه ساخته‌شده از مواد مركب به‌دست مي‌آيد.

In this study, a method for uncertainty analysis of laminated rectangular plate made of glass/epoxy with interlaminar crack (delamination) in loading mode I, II and I/II is performed using energy criterion. Limit state functions have been obtained to analyze the reliability of delamination growth in each loading mode according to the concepts of fracture mechanics and energy release rate. By using random variables and limit state functions according to energy criterion, uncertainty assessment will be performed using Response Surface Methodology (RSM). The main idea of the response surface methodology is to approximate the implicit response surface function using an explicit mathematical equation with random variables involved in the limit state function. Since the approximation of the limit state function is explicit, the first/second order reliability method can be used to estimate the probability of failure. It was indicated that in all modes the probability of delamination growth calculated by the surface response method has the highest value. Finally, the effects of initial delamination, laminate layer and loading in different modes on the delamination growth are obtained from the perspective of the reliability of composites laminates.