مقايسه سه معيار شكست مواد مركب با استفاده از آزمون بارگذاري بال هواپيما

Comparison of Three Composite Failure Criteria, using Airfoil Loading Test

با توجه به گستردگي كاربرد مواد مركب در صنايع مدرن و پيشرفته، پيش‌بيني دقيق رفتار آسيب و شكست اين مواد از اهميت بالايي برخوردار است. انجام آزمايش‌هاي تجربي كمتر و ساده‌تر، باعث كاهش هزينه‌ و زمان گرديده، بنابراين، طراحي و تحليل مواد فوق نيازمند شناخت و استفاده از معيارهاي آسيب و شكست مي‌باشد. در كشور ايران، اين مواد بيشتر در ساخت هواپيما مورد استفاده قرار گرفته و به همين دليل در اين پژوهش قطعه بال هواپيما انتخاب گرديده و شبيه سازي مي ­شود. به همين منظور، معيارهاي آسيب و شكست پاك، تساي-وو و سان با استفاده از يك زيربرنامه ضمني در نرم افزار تجاري آباكوس پياده سازي مي­گردند. پس از شبيهسازي بال هواپيما، با استفاده از سه معيار فوق مناطق آسيب ديده و نقاط بحراني بال پيش‌بيني ‌شده، نتايج حاصل از شبيه‌سازي‌هاي عددي با نتايج تجربي مقايسه و اعتبارسنجي مي گردند. مقايسه نتايج عددي و عملي آشكار مي­كند كه نتايج پيش ­بيني معيار آسيب پاك به نتايج عملي نزديك ­تر بوده و براي پيش ­بيني آسيب در آزمون بارگذاري بال هواپيما مورد اطمينان بيشتري است.

Regarding to the vast application of composite materials in the modern and advanced industries, accurately predicting the fracture and damage behavior of these materials is very important. Carrying out less and simple experiments leads to reducing the cost and time, therefore, designing and analyzing of the above mentioned materials need to find and applying the fracture and damage criteria. In the Iran country, these materials are more used for manufacturing the aircraft and for this reason, in this research airfoil piece is selected and simulated. For this aim, The Puck, Tsai-Wu, and Sun damage and fracture criteria are implemented into the ABAQUS commercial software, employing an implicit subroutine. After the simulation of the airfoil, the damaged zones and critical points of the airfoil are predicted by the three mentioned criteria, results of the numerical simulations are compared with the experimental results and validated. Comparison of the numerical and experimental results reveals that the predicted results of the Puck's damage criterion is closer to the practical results and is more reliable for predicting the damage in the airfoil loading test.