مدل ‌سازی چقرمگی شکست تورق مود ترکیبی اول و دوم در نمونه یکسرگیردار دو لبه نامتقارن کامپوزیت ‌های لایه ‌ای

در این تحقیق، تورق موجود در نمونه تیر یکسرگیردار دو لبه نامتقارن (adcb) مطالعه شده است. یک رابطه نیمه تجربی برای محاسبه مقدار کلی نرخ رهایی انرژی کرنشی و مقادیر مودهای اول و دوم این پارامتر توسعه داده شده است. لازم بذکر است که از روش بسته شدن مجازی ترک (vcct) برای محاسبه نرخ رهایی انرژی کرنشی کامپوزیت‌های لایه‌ای استفاده شده است. با استفاده از این روش می‌توان چقرمگی شکست (نرخ رهایی انرژی کرنشی بحرانی) نمونه adcb و مودهای آن را بدون استفاده از آزمایش تجربی نمونه adcb و فقط با استفاده از یک آزمایش نمونه تک‌جهته dcb محاسبه نمود. همچنین برای بررسی صحت نتایج بدست آمده برای مقدار کلی نرخ رهایی انرژی کرنشی براساس رابطه نیمه تجربی از سه روش تجربی، مدل‌سازی و تحلیلی استفاده شده است. با استفاده از مدل‌سازی نمونه مذکور در نرم‌افزار abaqus می‌توان مقادیر مودهای اول و دوم نرخ رهایی انرژی کرنشی را محاسبه و از این روش برای اعتبارسنجی نتایج رابطه نیمه تجربی استفاده نمود. در پایان مشاهده شد که نتایج بدست آمده با استفاده از رابطه نیمه تجربی مطابقت خوبی با نتایج تجربی، تحلیلی و مدل‌سازی عددی دارد. روش ارایه شده در تحقیق حاضر، حجم محاسبات عددی و نیز هزینه مطالعات آزمایشگاهی را به مقدار چشم‌گیری کاهش می‌دهد.

Modeling of delamination fracture toughness of I and II mixed mode of a laminated composite asymmetric double cantilever beam

In this research, delamination in an asymmetric double cantilever beam (ADCB) has been studied. The ADCB specimen is one the most proper samples for testing and calculating the mixed mode I/II fracture. First, a semiempirical relation for calculating the total strain energy release rate (SERR) and the values of mode I and II of this parameter has been extended. Moreover, the total SERR of a laminated composite is determined using the virtual crack closure technique (VCCT). Furthermore, by the use of this method fracture toughness of ADCB specimen and its modes can be calculated by testing of a unidirectional DCB specimen. Therefore, testing of ADCB samples is not required. Also, for verifying results obtained by the semiempirical relation of the total SERR, experimental, analytical and numerical methods are used. By modeling of the mentioned specimen in ABAQUS/Standard, values of mode I and II SERR are calculated. This method can be used for assessment of the semiempirical relation. Finally, it was observed that results of the semiempirical relation are in very good agreements with the experimental, analytical and numerical results. This method reduces the volume of calculations of numerical methods and costs of experimental tests significantly.