پيش‌بيني نرخ رهايي انرژي كرنشي تيركامپوزيتي‌ يك‌سرگيرداردولبهنامتقارنبا استفاده از روش چيدمان معادلدر مود تركيبي اول و دومتورق

Prediction of Strain Energy Release Rate of Asymmetric Double Cantilever Composite Beam using Equivalent Lay-up for Mixed-Mode I/II Delamination

در اين مقاله روش چيدمان معادلبراي تخمين شروع تورق در تير يك‌سرگيردار دو لبه نامتقارن كامپوزيت لايه‌اي پايه‌گذاري و ارايه شده است. رابطه‌ايبراي نرخ رهايي انرژي كرنشي بحراني، به عنوان معياري براي شروع رشد ترك، براي نمونه‌هاي تك‌جهته و چند‌جهته بدست آمده است. تير كامپوزيت‌لايه‌اييك‌سرگيردار دولبه با ترك نامتقارن در نرم‌افزار آباكوسمدل‌سازي شده و بدين منظور از روش بسته شدن مجازي ترك براي محاسبه نرخ رهايي انرژي كرنشي استفاده شده است.با استفاده از اين روش مي‌توان شروع تورق نمونه‌هاي چندجهته را بدون نياز به آزمايش تجربي و مدل‌سازي اجزا محدود تخمين زد، بنابراين روش چيدمان معادل، حجم محاسبات عددي و نيز هزينه مطالعات آزمايشگاهي را به مقدار چشم‌گيري كاهش مي‌دهد. اعتبار اين روش با استفاده از نتايج تجربي مورد بررسي قرار گرفته است.همچنين، نرخ رهايي انرژي كرنشي كلي بدست آمده از اين روش بانتايج مدل‌سازي عددي و نتايج تحليلي مقايسه شده ‌است.نتايج نشان مي‌دهد كه با خطاي كمتر از 10%، مي‌توان نرخ رهايي انرژي كرنشي نمونه‌هاي چندجهته را با استفاده از مقدار معلوم نرخ رهايي انرژي كرنشي نمونه‌هاي تك‌جهته پيش‌بيني كرد.

In this paper,the equivalent layup method to estimate the delamination initiation of asymmetric double cantilever beam (ADCB) is presented. A relation for the critical strain energy release rates (SERR)of and unidirectional and multidirectional laminates, a criterion for crack growth initiation, were found. For FE analyses the ADCB specimens are modeled in the ABAQUS/Standard software and SERR is determined using virtual crack closure technique (VCCT). According to this method the ability of estimating delamination initiation without using experimental tests and finite element modeling of MD specimens is provided, sothe equivalent lay-upreduces the volume of calculations FEM and experimental tests significantly. Accuracy of the proposed method has been verified by experimental data.Also, total strain energy release rate analyzed by this method is compared with the FEM and theoretical results. Results show that SERR of multidirectional lay-ups can be predicted by measuring SERR of the unidirectional specimens using FEM method with an error less than 10%.