عنوان پایان‌نامه
توسعه معیارهای شکست قطعات ترک دار کامپوزیتی تحت بارگذاری مود ترکیبی I/II
- رشته تحصیلی
- مهندسی هوافضا - سازمان های هوافضایی
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه دانشکده علوم و فنون نوین شماره ثبت: 496;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 77264;کتابخانه دانشکده علوم و فنون نوین شماره ثبت: 496;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 77264
- تاریخ دفاع
- ۳۱ شهریور ۱۳۹۵
- دانشجو
- شهاب زارع حسین آبادی
- استاد راهنما
- مهدی فکور ثقیه, رهام رفیعی
- چکیده
- در این پژوهش یک معیار کارآمد برای پیش¬بینی شکست مود ترکیبی I/II مواد اورتوتروپیک برای حالتی که ترک در امتداد الیاف واقع شده است، ارائه می شود. در استخراج این معیار از یک مفهوم جدید با عنوان "مدل ایزوتروپیک تقویت شده معادل" استفاده شده است. همچنین برای فرمولاسیون این معیار، از یک تئوری مکانیک شکست بر اساس انتقال ایزوتروپیک-اورتوتروپیک تابع تنش ایری بهره برده شده است. تست‌های مختلف صورت پذیرفته در قطعات ارتوتروپیک نشان می‌دهد که همواره ترک در راستای الیاف و در بستر ایزوتروپیک رشد می‌کند. این واقعیت، این ایده را القاء می‌نماید که شکست مواد اورتوتروپیک ترک‌دار باید از معیارهای شکست مواد ایزوتروپیک تبعیت نماید. در این مدل ماده اورتوترویپک بصورت یک ماده ایزوتروپیک معادل که با الیاف تقویت شده است در نظر گرفته می شود. در ارائه این معیار از توسعه معیار ماکزیمم تنش محیطی که در مواد ایزوتروپیک کاربرد فراوان دارد به محیط ایزوترپیک تقویت شده بهره برده شده است. بررسی نتایج این معیار و مقایسه آن با داده های تجربی موجود، نشان می دهد که این معیار هم جهت رشد ترک و هم لحظه رشد ترک را به درستی نشان می دهد و انطباق کامل با ماهیت شکست مواد اورتوتروپیک را دارد. در این پژوهش همچنین نشان داده می شود که برخلاف مواد ایزوتروپیک، چقرمگی شکست مواد اورتوتروپیک در مود I نشان دهنده حداکثر تحمل ماده ترک¬دار در مود I نیست و بر این اساس یک خاصیت جدید برای این گونه مواد تعریف می شود.
- Abstract
- In this research, an efficient mixed mode I/II fracture criterion is developed for fracture investigation of orthotropic materials wherein crack is placed along fibers. This criterion is developed based on extension of well-known Maximum Tensile Stress (MTS) criterion in conjunction with a novel material model titled as Equivalent Reinforced Isotropic Model (ERIM). In this model, orthotropic material is replaced with an isotropic matrix reinforced with fibers. A comparison between available experimental observations and theoretical estimation implies on capability of developed criterion for predicting both crack propagation direction and fracture instance, wherein the achieved fracture limit curves are also compatible with fracture mechanism of orthotic materials. It is also shown that unlike isotropic materials, fracture toughness of orthotic materials in mode I ( ) cannot be introduced as the maximum load bearing capacity and thus new fracture mechanics property, named here as maximum orthotropic fracture toughness in mode I ( ) is defined. Optimum angle between crack and fiber direction for maximum load bearing in orthotropic materials is also defined. Keywords: Orthotropic material; Fracture criterion; Mixed mode loading; Reinforced isotropic material; Maximum tangential stress criterion.
