پيش‌بيني بار شكست آخرين لايه در چندلايه‌ي كامپوزيتي داراي شيار كليدي‌شكل به كمك مفهوم ماده‌ي مجازي ايزوتروپيك

چندلايه‌هاي كامپوزيتي تقويت شده با الياف پيوسته به عنوان يكي از انواع كامپوزيت‌هاي پليمري، كاربردهاي زيادي در صنايع مختلف دارند. گاهاً به منظور ارضاي الزامات ساخت و يا محدوديت‌هاي موجود، ممكن است شيارهايي به شكل‌هايي مانند U، V و... در آن‌ها ايجاد شود. در اطراف اين شيارها ممكن است به دليل وجود تمركز تنش و يا شرايط كاري موجود، ترك‌ها يا آسيب‌هايي ايجاد شود. يكي از روش‌هاي مرسوم براي از بين بردن اين ترك‌ها و آسيب‌ها، و جلوگيري از رشد آنها اين است كه سوراخي به اندازه‌ي طول ترك يا آسيب، در نوك شيار ايجاد شود. در صورتي كه شيار مورد استفاده به صورت U-شكل باشد و طول ترك از شعاع نوك شيار بزرگتر باشد، با انجام اين كار شيار جديدي به نام شيار كليدي‌شكل ايجاد مي‌شود. پيشبيني شكست اين چندلايه‌هاي شياردار (از جمله بار شكست آخرين لايه)، داراي اهميت مي‌باشد. اخيراً مفهومي به نام مفهوم ماده‌ي مجازي ايزوتروپيك معرفي شده است كه در تركيب با معيارهاي شكست مواد ترد ايزوتروپيك، پيشبيني بار شكست آخرين لايهي چندلايه‌هاي كامپوزيتي را با دقت قابل قبول و به صورت ساده و كم هزينه انجام مي‌دهد. در پژوهش حاضر، كارايي اين مفهوم در تركيب با معيار مرسوم ميانگين چگالي انرژي كرنشي، براي پيشبيني بار شكست آخرين لايه در چندلايه‌هاي كامپوزيتي و براي مود يك بارگذاري بررسي شده است. به اين منظور، ابتدا با ساخت نمونه‌هاي مستطيلي شكل با شيار كليدي‌شكل در گوشه ي نمونه و انجام تست كشش ساده، بار شكست آخرين اليه در چندلايه‌هاي شيشه/اپكسي تحت مود يك بارگذاري به دست آورده ميشود. از طرفي با انجام فقط دو تست استاندارد و به دست آوردن خواص مورد نياز، از تركيب مفهوم ماده ي مجازي ايزوتروپيك با معيار ميانگين چگالي انرژي كرنشي )-VIMC ASED )استفاده ميشود و پيشبيني بار شكست آخرين لايه براي نمونه‌ي مورد مطالعه انجام ميگردد. در نهايت مشاهده شد كه نتايج پيش بيني با نتايج آزمايشگاهي تطابق خوبي دارند.