تحقیقات انجام شده درباره بررسی عددی زوال کامپوزیتهای پیشرفته چندراستا تحت ضربه ... |
که در آن، میزان تاثیر تنش برشی در شکست کششی فایبر میباشد و در فرمول پیشنهادی هشین-روتم مقدار صفر و در فرمول هشین مقدار یک را دارد. پارامترهای نیز مقادیر استحکامی جهات مختلف لایه کامپوزیتی دوبعدیاند.
هم مولفههای تنش موثر میباشند که بر سطح موثر المان (سطح باقیماندهی بدون آسیب) وارد میشوند. این تنشها تابعی از اندیس آسیب اند و از این رابطه بدست میآیند:
(۵-۸)
که تانسور واقعی تنش و اپراتور تانسوری شامل اندیسهای آسیب میباشد.
(۵-۹)
اندیسهای آسیباند که بیانگر وضعیت پیشرفت آسیب در مودهای چهارگانه شکست فایبر و ماتریس میباشند. این اندیسها قبل از وقوع شکست و در هنگام وقوع آن، که همان زمان شروع آسیب است دارای مقدار صفر میباشند که در طی پروسهی توسعه آسیب، به مقدار نهایی یک میرسند. لذا تانسور تا زمان شکست، تانسوری واحد و است.
نحوه رشد و توسعه آسیب در هر کدام از مودهای شکست به افزایش هرکدام از اندیسهای مربوطه منجر میشود و آنگاه، تاثیر ماتریس نیز قابل توجه میشود.
بعد از شروع آسیب و به محض اینکه هرکدام از اندیسهای آسیب مذکور، مقداری بیشتر از صفر اختیار کردند، رابطه تنش-کرنش بدینصورت درمیآید.
(۵-۱۰)
(۵-۱۱)
که عبارتی شامل اندیسهای آسیب بصورت میباشد.
در نرمافزار آباکوس برای کاهش وابستگی نتایج حل به سایز شبکهبندی، از یک طول مشخصه استفاده کرده که منجر به معادله مشخصه تنش-جابجایی بجای فرم معمول تنش-کرنش استفاده میَشود. چگونگی رشد اندیسهای آسیب در مودهای چهارگانه شکست بگونهایست که رابطه تنش-جابجایی از رفتاری به شکل زیر تبیعت میکند. در نمودار زیر، شیب مثبت مربوط به پروسه رفتار خطی الاستیک کامپوزیت قبل از شکست و شروع آسیب و شیب منفی مربوط به پروسه رشد آسیب میباشد که آن نیز در این نرمافزار، بصورت خطی درنظر گرفته شدهاست.
(( اینجا فقط تکه ای از متن درج شده است. برای خرید متن کامل فایل پایان نامه با فرمت ورد می توانید به سایت feko.ir مراجعه نمایید و کلمه کلیدی مورد نظرتان را جستجو نمایید. ))
شکل ۵-۲- نمودار تنش-جابجایی معادل در پروسه رشد آسیب در نرمافزار ABAQUS
رابطه تنش معادل و جابجایی معادل برای مودهای چهارگانه شکست بدینقرار است:
جدول ۵-۲- روابط تنش-جابجایی معادل در طول پروسه آسیب در نرمافزار ABAQUS
فایبر در کشش
فایبر در فشار
ماتریس در کشش
ماتریس در فشار
در روابط فوق، طول مشخصه است که مبتنی بر هندسه المان میّباشد.
بعد از شروع آسیب، یعنی نقطه دارای ، هر کدام از اندیسهای آسیب برطبق رابطه زیر رشد میکنند تا اینکه به برسد و ماده کاملا گسیخته شود.
(۵-۱۲)
شکل ۵-۳- نمودار رشد اندیس آسیب برحسب جابجایی معادل در نرمافزار ABAQUS
رابطه اندیسهای آسیب در طول رشد آسیب نیز بدین ترتیب است:
(۵-۱۳)
برای مودهای مختلف بستگی به سختی و ثابتهای الاستیک ماده دارد. برای هر کدام از مودهای چهارگانه شکست، مقدار انرژی لازم در پروسهی کاملِ بارگذاریِ منجر به شکست، ، که برابر مساحت زیر نمودار تنش-جابجایی معادل است مورد نیاز میباشد چرا که مقدار برای هرکدام از مودهای شکست بستگی به متناظر با آن، یعنی یکی از مقادیر دارد.
در Abaqus/Standard بصورت پیشفرض هنگامی که اندیس آسیب همه مودهای شکست در گرههای یک المان به مقدار ماکزیمم خود برسند به حذف آن المان خواهد انجامید؛ اما در Abaqus/Explicit حذف المان منوط به رسیدن اندیسهای متناظر با شکست فایبر به مقدار ماکزیممشان است]۲۹[.
اما همانگونه که گفتهشد، مدل موجود آسیب در این نرمافزار، برای المانهای کامپوزیتی دارای رابطه تنش-کرنش سهبعدی کارایی ندارد و در صورت وجود چنین المانهایی در سازههای تحت آسیب، بایستی از کدنویسی در زیرروال VUMAT استفاده کرد.
فرم در حال بارگذاری ...
[جمعه 1400-09-05] [ 11:40:00 ب.ظ ]
|