ارزیابی عمرخستگی پره ی کامپوزیتی به کمک ترکیب مدل المان چسبنده و مکانیک آسیب محیط پیوسته

با توجه به نسبت استحکام به وزن بالای سازههای کامپوزیتی ، در بخش بزرگی از صنایع از این سازهها استفاده می شود. لذا برای پایین آوردن هزینه های ساخت و خسارتهای ناشی از خرابی این سازهها پیش بینی عمر سازه های کامپوزیتی از موارد حساس و مهم است . در این پژوهش ابتدا یک مدل تحلیل خستگی ناحیه ی چسبنده که ترکیبی از مکانیک شکست و مکانیک آسیب است به کمک زیر برنامه ی UMAT در نرم افزار آباکوس پیاده سازی و نتایج عددی تورن بازتولید شده اند. نتایج به دست آمده تطابق قابل قبولی با دادههای تجربی دارند. در ادامه به عنوان نوآوری این پژوهش یک مدل تحلیل خستگی چندلایه های کامپوزیتی مبتنی بر مکانیک آسیب نیز توسط یک UMAT مجزا پیاده سازی و اعتبار سنجی شده است . برای ایجاد ابزاری جدید که بتواند در تحلیل خستگی سازه های ساندویچی دقیق تر عمل کند، از ترکیب دو زیر برنامه ی USDFLD برای شبیه سازی مدل خستگی ناحیه ی چسبنده و UMAT برای شبیه سازی مدل خستگی چندلایه های کامپوزیتی مبتنی بر مکانیک آسیب در نرم افزار آباکوس استفاده کرده است . این مدل می تواند هم زمان جدایش و آسیب بین پوسته و هسته ی سازه ی ساندویچی و آسیب درون لایه ای پوسته ها و تاثیر این آسیب ها بر یکدیگر را ببیند و در محاسبه ی عمر سازه اثر دهد. در انتها یک نمونه پرهی کامپوزیتی از نوع سازههای ساندویچی با هسته ی فوم و پوسته ای با لایه هایی از جنس AS۴/۳۵۰۱-۶ با لایه چینی ۹]۰[ تحت بارگذاری خستگی به کمک زیر برنامه ی ترکیبی ایجادشده تحلیل شده است و روند ایجاد و رشد آسیب در آن پیش بینی شده است . همچنین در انتها به کمک برازش منحنی به دادههای عددی ، رابطه ای جهت پیش بینی عمر این سازه که تاثیرات آسیب ناحیه ی اتصال پوسته و هسته و آسیب درون لایه ای پوسته بر یکدیگر را می تواند رصد کند پیشنهادشده است .

کلیدواژه ها:

المان چسبنده ، تحلیل خستگی ، مکانیک خرابی محیط پیوسته ، سازه ی ساندویچی