ارزیابی عمر خستگی صفحه ی ساندویچی کامپوزیتی به روش مکانیک آسیب پیوسته همراه با المان بین لایه ای

با توجه به گسترش استفاده از مواد مرکب در صنایع مختلف، همواره افزایش دقت در تحلیل خستگی سازه های مرکب موردتوجه است. با توجه به ساختار سازه های ساندویچی، حالت های خرابی مختلفی هنگام بارگذاری متناوب در این سازه ها به وجود می آید. هرچه تاثیر این حالت-ها بر یکدیگر هنگام ارزیابی عمر خستگی دقیق تر در نظر گرفته شود، دقت پیش بینی ها افزایش می یابد. در این پژوهش به کمک ترکیب دو زیر برنامه ی USDFLD و UMAT در نرم-افزار آباکوس ابزار جدیدی ارائه شده است تا اثر متقابل خستگی پوسته-های سازه ی ساندویچی و همچنین جدایش بین پوسته و هسته بر یکدیگر با استفاده از مدل های موجود دیده شود. این ابزار پس از اعتبار سنجی برای ارزیابی خستگی یک صفحه ی ساندویچی با هسته ی PVC با سفتی های متفاوت ۵۰MPa، ۳GPa و ۱GPa و پوسته ی AS۴/۳۵۰۱-۶ با لایه چینی [۰]۴، [۹۰]۴ استفاده شده است. در این تحلیل جدایش بین پوسته و هسته به کمک مدل ناحیه ی چسبنده و خستگی پوسته توسط مدلی بر پایه ی انرژی به صورت هم زمان استفاده شده است و اثرات حالت های خرابی بر یکدیگر در نظر گرفته شده است. نتایج نشان دادند که با افزایش سفتی هسته شروع جدایش ناحیه ی اتصال هسته و پوسته دیرتر رخ می دهد و جدایش بین پوسته و هسته به سمت لبه های آزاد صفحه می رود. همچنین مشاهده شد که خرابی کنترل کننده ی عمر این سازه حالت جدایش بین پوسته و هسته است. نتایج بیانگر کاهش نرخ رشد پارامتر خرابی در ناحیه ی چسبنده در یک نقطه ی مشخص، افزایش نرخ رشد سطح ترک بین پوسته و هسته و افزایش نرخ رشد پارامتر خرابی در پوسته در طول بارگذاری هستند.

کلیدواژه ها:

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