پاسخ گذاری توزیع تنش برشی در اتصال چسبی تک لبه کامپوزیتی ناشی از شکسته شدن الیاف

محمد شیشه ‏ساز، سعید یعقوبی

چکیده

در این پژوهش، توزیع تنش برشی گذرای ایجاد شده در اثر شکسته شدن الیاف در ماتریس و چسب موجود در اتصال چسبی بررسی شده است. تنش گذرا، پاسخ دینامیکی سیستم در اثر ایجاد ناپیوستگی در الیاف، از لحظه گسسته شدن تا لحظه رسیدن به‏حالت تعادل می‏باشد. به منظور بررسی این رفتار، معادله های حاکم بر حرکت الیاف در اتصال چسبی با ابعاد محدود در حضور گسستگی استخراج شده و تاثیر تعداد الیاف شکسته شده بر توزیع تنش برشی گذرای سازه مرکب بررسی شده است. برای استخراج معادله های جابه‏جایی الیاف، از مدل شیرلگ و برای حل معادله های، از روش تفاضل محدود صریح استفاده شده است. در ادامه، تاثیر تغییر جنس الیاف و ضخامت لایه چسبی بر توزیع تنش نیز بررسی شده است. نتایج نشان می­دهد که با افزایش تعداد الیاف گسسته شده، ضریب تمرکز تنش و در نتیجه تنش برشی در سازه مرکب افزایش می‏یابد. افزون بر این، مقدار تنش برشی ایجاد شده در ماتریس و چسب با افزایش مدول الاستیسیته الیاف کاهش می یابد، به‏گونه‏ای‏که بیشینه تنش برشی در اتصال با الیاف از جنس شیشه () و گرافیت ()، به‏ترتیب برای ماتریس 861/0 و 463/0 و برای چسب 192/3 و 409/2 مگا پاسکال می‏باشد