روش جدید برای پیش‌بینی شیوه ترکیبی اول و دوم چقرمگی شکست در کامپوزیت‌های لایه‌ای

شیوه ترکیبی اول و دوم شکست از عمده‌ترین شیوه‌های جدایش لایه‌ها در کامپوزیت‌های لایه‌ای است. سرعت رهایی انرژی کرنشی بحرانی به‌عنوان معیاری برای پیش‌بینی شروع جدایش لایه‌های نمونه‌ها به‌کار می‌رود. در این پژوهش، رابطه‌ای بین چقرمگی شکست تیرهای یک‌سرگیردار دو‌لبه (dcb) و یک‌سرگیردار دو‌لبه نامتقارن (adcb) ارایه شده است. قطعات dcb و adcb به ترتیب برای ایجاد شیوه اول و شیوه ترکیبی اول و دوم چقرمگی شکست نمونه‌های کامپوزیتی به‌کار برده می‌شوند. با توجه به تنوع چیدمان لایه‌ها، انجام آزمون روی قطعات چندلایه کامپوزیتی برای اندازه‌گیری چقرمگی شکست آنها کاری دشوار، پرهزینه و زمان‌بر است. هدف از ایجاد چنین رابطه‌ای این است که بتوان با آن مقدار سرعت رهایی انرژی کرنشی نمونه‌های کامپوزیت‌های لایه‌ای adcb را با استفاده از آزمون نمونه تک‌جهتی dcb محاسبه کرد. بنابراین، با استفاده از چنین رابطه‌ای نیاز به آزمودن نمونه‌های کامپوزیت‌های لایه‌ای adcb ‌مرتفع می‌شود. برای ایجاد این رابطه از هندسه نمونه‌های dcb و adcb استفاده شد. به‌دست‌آوردن مقدار سرعت رهایی انرژی کرنشی بحرانی برای چندلایه‌های کامپوزیتی adcb با زاویه‌های مختلف لایه‌های اطراف ترک برای استفاده در طراحی از کاربردهای مدل ارایه شده در پژوهش حاضر است. این روش، حجم محاسبات عددی و نیز هزینه مطالعات آزمایشگاهی را کاهش می‌دهد. نتایج به‌دست آمده از روش ارایه شده در این پژوهش با نتایج تجربی و مدل‌سازی عددی مقایسه شد. نتایج نشان می‌دهد، با خطای کمتر از %10، می‌توان سرعت رهایی انرژی کرنشی نمونه‌های adcb را با استفاده از مقدار سرعت رهایی انرژی کرنشی نمونه‌های تک‌جهتی dcb (به‌دست آمده از راه آزمون) پیش‌بینی کرد. نتایج به‌دست آمده از مقایسه نمایانگر دقت مطلوب روش ارایه شده در این پژوهش است.