تحلیل شکست لوله‌های کامپوزیتی تقویت شده با الیاف شیشه و بازشدگی دهانه ترک با معیار انتگرال J تحت فشار داخلی

بررسی میزان آسیب وارد بر لوله‌های کامپوزیتی تقویت شده با الیاف شیشه تحت زوایای مختلف در اثر فشار داخلی که در درازمدت در اثر پدیده‌ی خزش ممکن است دچار شکست شوند کمتر مورد توجه قرار گرفته است. از این‌رو، در تحقیق حاضر به شبیه‌سازی شکست با معیارهای تسای-وو و هاشین با روش اجزاء محدود و با استفاده از نرم‌افزار آباکوس و همچنین بازشدگی دهانه‌ی ترک در اثر فشار داخلی در این لوله‌ها با لایه‌چینی‌های مختلف با معیار انتگرال j پرداخته شده است. نتایج تحقیق حاضر نشان می‌دهد که زمینه‌ی لوله‌ی کامپوزیتی تحت کشش و الیاف این لوله که تحت فشار و کشش قرار دارند دچار شکست نشده اما زمینه‌ی لوله‌ی کامپوزیتی تحت فشار، دچار شکست شده است. با توجه به نتایج بدست آمده برای هر ده لایه در زوایا‌ی لایه‌چینی از [5(+-30)]تا[5(60+-)] میزان شاخص شکست کمتر از یک است اما، در آرایش‌های‌ لایه‌چینی ‌[5(70+-)]، [5(80+-)]و [5(+-90)] مقدار این شاخص بیشتر از یک بوده در نتیجه، لوله‌ی کامپوزیتی دچار گسیختگی ‌شده است. همچنین، ضریب شدت تنش در زاویه‌ی لایه‌چینی [5(55+-)] دچار افت ناگهانی شده اما با افزایش زاویه، مقدار این ضریب افزایش یافته است.

Failure Analysis of Glass Fiber Reinforced Plastic Pipes and Crack Inlet Opening with J-Integral Criteria Under Internal Pressure

Inspection of the damage caused by glass fiber reinforced plastic tubes, which are subjected to internal pressure due to different angles that can be exposed under the creep phenomenon in the longterm, has not been sufficiently considered. Therefore, in the present research, it has been tried to simulate the fracture by TsaiWu, Hashin criterions and the crack inlet opening with Jintegral criterion in these pipes with different layering at internal pressure using finite element method and ABAQUS. The results of this research show that the fibers under compressive and tensile stress and the resin of tube have not fractured by tensile stress, but the fracture has occurred in the resin of composite tubes that were under pressure. According to the results, the fracture index is less than one for each of ten layers, when layering angle varies from 5 [(±30) ] to 5 [(±60) ] , but the fracture index is more than one, layering decoration for 5 [(±70) ] , 5 [(±80) ] and 5 [(±90) ] of composite tubes has been fractured. However, the value of the stress intensity factor was immediately decreased for layering decoration angle of 5 [(±55) ] , but this factor has improved when layering angle increased