تحلیل رفتار و بررسی شکست در اتصالات مکانیکی کامپوزیت های پیشرفته چند راستا به کمک روش المان محدود آماری
چکیده
با توجه به ساختار داخلی پیچیده و غیرهمگن این کامپوزیت ها، نمی توان ثابت های الاستیک را از روش های مرسوم مبتنی بر مایکرومکانیک محاسبه کرد. در این رساله، ساختار داخلی این کامپوزیت ها به سه ناحیه شامل الیاف درون صفحه ای، حفره های رزین و الیاف دوخت تقسیم شده و از روش مسومکانیک برای محاسبه ثابت های الاستیک بهره برده شده است. علاوه بر این به دلیل ابعاد آماری، ثابت های الاستیک علاوه بر مقدار میانگین دارای واریانس خواهند بود. برای محاسبه واریانس از روش المان محدود آماری با نامعینی مرتبه اول و مرتبه دوم استفاده شده است. نتایج میزان تغییرات واریانس هر یک از ثابت های الاستیک را نسبت به تغییرات واریانس طول و پهنای حفره های رزین نشان می دهد. سپس یک اتصال مکانیکی برای بررسی رفتار مکانیکی، شروع شکست و پیشرفت شکست درنظر گرفته شده است. برای اولین بار یک مدل ترکیبی مسو- ماکرو ارائه شده است که که سازگاری بسیار مناسبی با ساختار سه بعدی و غیرهمگن کامپوزیت های پیشرفته چندراستا دارد. جهت بررسی شکست در الیاف درون صفحه ای از معیار شکست هشین- تایپ، در حفره های رزین از معیار کریستنسن و در الیاف دوخت از معیار ماکزیمم تنش استفاده شده است. یک کد کامپیوتری به زبان فرترن به مدل المان محدود متصل شده است که شاخص های شکست را در هر ناحیه محاسبه می کند. با افزایش بار، شکست در هر یک از ناحیه ها در مود های مختلف شروع شده و پیشرفت می کند.