بررسي اثر ناحيه غني از رزين بر رشد ترك در هسته‌ي فومي پره كامپوزيتي توربين بادي به روش المان محدود

ناحيه‌ي غني از رزين يكي از عيوب رايج حين فرايند ساخت كامپوزيت‌هاي ساندويچي در روش تزريق رزين به كمك خلا است. در اين مقاله، شبيه‌سازي عددي گسترش ترك در نمونه‌هاي كامپوزيت ساندويچي از پره‌ي توربين بادي با استفاده از معيار بسته شدن مجازي ترك و روش اجزاي محدود توسعه يافته انجام مي‌شود. با در نظر گرفتن سه اندازه‌ي مختلف براي ناحيه‌ي غني از رزين، اثر ابعاد اين ناحيه بر رفتار رشد ترك و واماندگي كامپوزيت ساندويچي بررسي مي‌شود. نتايج حل عددي نشان دادند كه ترك از زير غلتك بارگذاري و در ناحيه‌ي زير پوسته واقع در فوم شروع شده، تا مركز هسته‌ي فومي رشد كرده و در نهايت با كاهش زاويه، به سمت ناحيه‌ي شيب‌دار در نمونه گسترش يافته و به سطح تماس هسته و پوسته مي‌رسد. با استخراج مقادير فاكتور شدت تنش مشاهده شد كه در شروع رشد ترك، مود دوم و در ادامه رشد ترك مود اول به عنوان مودهاي غالب شكست هستند. همچنين نتيجه گرفته شد كه اضافه شدن ناحيه غني از رزين با اندازه‌هاي كم و متوسط به نمونه‌هاي كامپوزيت ساندويچي، باعث ايجاد تأخير در روند خرابي مي‌شوند و در صورت زياد بودن اين ناحيه، فرآيند گسترش خرابي را شتاب مي‌بخشد و نهايتاً منجر به فروپاشي سريع‌تر سازه مي‌شود. در نهايت آزمون خمش چهار نقطه‌اي روي نمونه‌هاي كامپوزيت ساندويچي انجام شده و تطابق خوبي بين نتايج حل عددي و تجربي رشد ترك و نمودار بارجابجايي حاصل شده است.