تحلیل حساسیت رفتار شکست در کامپوزیت کربن- اپوکسی در نرخ‌های جابجایی مختلف تحت بارگذاری مود اول کششی با آنالیز رگرسیون

در این مقاله، تحلیل حساسیت تاثیر نرخ جابجایی در بارگذاری مود اول کششی بر روی رفتار شکست، در کامپوزیت کربن- اپوکسی، مورد بررسی قرار گرفته است. برای این منظور، آزمایش کشش براساس استاندارد astm-d5528 بر روی نمونه‌های تیر یکسر گیردار دو لبه و تحت بار اعمالی بصورت جابجایی- کنترل و با نرخ‌های جابجایی 0.05، 0.5، 5 و 50 میلیمتر بر دقیقه انجام شد. برای پارامترهای استخراج‌شده از داده‌های تجربی، آنالیز رگرسیون با استفاده از نرم‌افزار مینی‌تب، انجام گردید. تحلیل حساسیت نرخ جابجایی و لگاریتم مقدار آن در بارگذاری کششی، بر سه مشخصه شکست در نمونه‌های تیر یکسر گیردار دو لبه کامپوزیتی، بررسی شد. این پارامترهای مکانیک شکست شامل نرخ رهایی انرژی کرنشی (با سه روش انرژی شکست)، ماکزیمم نیروی شکست و ماکزیمم جابجایی دهانه ترک اولیه (با تکنیک پردازش تصویر دیجیتال) بود. نتایج نشان می‌دهد که تغییرات نرخ جابجایی، براساس تابع درجه سوم از نرخ جابجایی، بر ماکزیمم نیروی شکست و نرخ رهایی انرژی کرنشی، تاثیرگذار می‌باشد و این مقادیر به تغییرات نرخ جابجایی، حساس می‌باشند. اما مقدار جابجایی ماکزیمم دهانه ترک اولیه در کامپوزیت، به لگاریتم نرخ جابجایی در بارگذاری کششی، وابسته است. در نهایت، الگوی تغییراتی مشخصه‌های مکانیک شکست کامپوزیت، بصورت افزایشی با افزایش نرخ جابجایی بود.

sensitivity analysis of fracture behavior in carbon-epoxy composite at different displacement rates under mode i tensile loading by regression analysis

in this article, the sensitivity analysis of the displacement rate effect under tensile loading on the crack growth behavior in the carbon-epoxy composite has been investigated. for this objective, the tensile test was performed on double cantilever beam samples, according to the astm-d5528 standard under displacement-controlled loading and under displacement rates of 0.05, 0.5, 5 and 50 mm/min. then, the regression analysis was done on outputs of experimental data by the minitab software. for this objective, the sensitivity analysis was performed on three fracture characteristics of composite specimens. these fracture mechanics parameters were the critical energy release rate (with three different fracture energy methods), the maximum failure force and the initial crack tip opening displacement by the use of the digital image correlation technique. results showed that the variation of the displacement rate affected the maximum failure force and the energy release rate and therefore, these values were sensitive to changes in the displacement rate. however, the maximum value of the initial crack tip opening displacement of the composite was dependent on the logarithmic displacement rate under tensile loading. finally, the changing trend of fracture mechanics characteristics in the composite was increasing by increasing the displacement rate.