بررسی تمرکز تنش ناشی از وجود ترک در اتصالات مواد مرکب
چکیده
در این پایان‌نامه توزیع تنش در اتصال چسبی دو تکلایهی کامپوزیتی و اتصال دو چندلایهی کامپوزیتی ترکدار، تحت بار کششی محوری مورد تحلیل قرار گرفته است. الیاف تشکیل دهندهی تکلایههای این اتصال در جهت نیروی اعمالی کشیده شده و یک ترک عمود بر جهت الیاف در یکی از تکلایهها به وجود آمده است که این ترک به صورت پارگی در چند فیبر در نظر گرفته شده است. هدف از انجام این تحلیل، بررسی چگونگی تأثیر وجود ترک در توزیع تنش برشی در لایهی چسبی و در توزیع بار محوری در الیاف میباشد. برای تحلیل این مسئله از مدل شیرلگ استفاده شده است. در این مدل فرض میشود که تمامی بار محوری به وسیلهی الیاف تحمل میگردد و ماتریس فقط تنش برشی را تحمل میکند. برای تحلیل تنش این اتصال با استفاده از این مدل، نمودار جسم آزاد المانی از الیاف، در نواحی چسبی و غیر چسبی اتصال رسم شده و با نوشتن معادلات تعادل برای این المانها، معادلات دیفرانسیل حاکم بر اتصال استخراج شده است. سپس، با حل معادلات حاکم و با استفاده از معادلات شرایط مرزی، مقادیر جابجایی در الیاف و در نتیجه تنش برشی ایجاد شده در چسب و بار محوری ایجاد شده در الیاف به دست آمده است. نتایج نشان میدهد که وجود ترک بیشترین تمرکز تنش برشی در لایهی چسبی را در همسایگی میانهی لبههای ترک و بیشترین تمرکز تنش کششی در الیاف را در نوک ترک به وجود میآورد.