بررسي تجربي و عددي رفتار خستگي چندلايه‌هاي كامپوزيتي كربن/اپوكسي تقويت شده با نانوالياف

چندلايه‌هاي كامپوزيتي مواد پيشرفته مهندسي هستند كه به دليل خواص منحصر بفرد، در صنايع مختلف به فراواني مورد استفاده قرار مي‌گيرند. هدف از پژوهش حاضر، بررسي تأثير نانوالياف الكتروريسي شده بر روي رفتار شكست و خستگي چندلايه‌هاي كامپوزيتي و همچنين بررسي عملكرد مدلسازي المان محدود با روش المان‌هاي چسبنده در شبيه‌سازي رفتار خستگي اين كامپوزيت‌ها است. بدين منظور نمونه‌هاي كامپوزيتي از لايه‌هاي پيش‌آغشته كربن/ اپوكسي ساخته شده و با جايگذاري نانوالياف نايلون 6/6 در لايه مياني، نمونه‌ها تقويت شدند. سپس نمونه‌ها تحت بارگذاري استاتيكي و خستگي مود I قرار گرفتند. نتايج نشان داد كه نانوالياف موجب افزايش 2 برابري چقرمگي شكست در نمونه‌هاي كامپوزيتي مي‌شود. در بارگذاري خستگي نيز نرخ رشد ترك در نمونه‌هاي تقويت شده كاهش چشم‌گيري داشت، به طوري كه در نسبت انرژي كرنشي ،0/9 =Δ G/Gcنانوالياف موجب كاهش 8 برابري نرخ رشد ترك شد. از روش المان محدود مبتني بر مدل ناحيه چسبنده براي شبيه‌سازي رشد آسيب بين لايه‌اي تحت بار خستگي در نمونه‌هاي تقويت شده با نانوالياف استفاده شد. براي مدل‌سازي رفتار خستگي از مدل آسيب پيش‌رونده تورون استفاده شد. تطابق قابل قبول روش المان محدود با داده‌هاي تجربي نشان داد كه روش ناحيه چسبنده ابزار مناسبي براي شبيه‌سازي گسترش آسيب خستگي در چندلايه‌هاي كامپوزيتي تقويت شده با نانوالياف است.