ارزیابی میکرومکانیکی معیارهای شکست در مواد مرکب تک جهته با در نظر گرفتن برهمکنش مودهای شکست زمینه و سطح مشترک الیاف و زمینه

با گسترش کاربرد سازه های مرکب، وجود معیارهایی که بتواند استحکام این مواد را با دقت مناسبی پیشبینیکند، ضروری به نظر میرسد. با این حال ارزیابی عملکرد این معیارها در بسیاری از حالات تنش، به کمک آزمونهای تجربی امکان پذیر نیست. در پژوهش حاضر کارایی دو معیار ماکروسکوپیک مرسوم هاشین و سای-وو به کمک یک مدل میکرومکانیکی آسیب مورد ارزیابی قرار گرفته است. بدین منظور با انتخاب یک المان حجمی نماینده مناسب و درنظر گرفتن یک مدل ساختاری الاستیک-آسیب برای ماده زمنیه اپوکسی و مدل المان چسبنده برای سطح مشترک الیاف و زمینه، یک مدل میکرومکانیک المان محدود برای ماده مرکب ایجادگردید. سپس با اعتبارسنجی نتایج مدل میکروکانیک با نتا یج تجربی و عددی موجود، از نتایج حاصل از شبیه سازیهای میکرومکانیکی در بارگذاریهای اصلی، برای کالیبره نمودن معیارهای شکست استفاده شده است.در نهایت با شبیه سازی آزمونها ی مجازی چند محوره بر روی المان حجمی نماینده، میزان تحمل بار در ماده مرکب در شرایط بارگذاری پیچیده مورد بررسی قرار گرفته است و نتایج بدست آمده با نتایج معیارهایماکروسکوپیک مقایسه شده است. نتایج بدست آمده از این مقایسات نشان داد، علیرغم مطابقت خوب بین پیشبینی های معیار سای-وو و نتایج مدل میکرومکانیک در طیف وسیعی از حالتهای تنش، در بعضیازحالتهای ترکیبی تنش، استحکام ماده مرکب در این دو معیار با دقت مناسبی پیشبینی نمیشود.

کلیدواژه ها:

میکرومکانیک ، ماده مرکب ، المان حجمی نماینده ، معیار هاشین ، معیار سای-وو