آقای حامد پاکدل دانشجوی دکتری جناب آقای دکتر محمدی، روز چهارشنبه 96/11/25 از رساله دکتری خود تحت عنوان " پیش‌بینی رشد آسیب در کامپوزیتهای لایه‌ای با لایه‌چینی [0/θ]s و [θ/0]s تحت بارگذاری استاتیکی- خستگی کششی تک ‌محوره " دفاع خواهد کرد. این جلسه ساعت 15 روز چهارشنبه در آمفی تاتر دانشکده مهندسی مکانیک برگزار می گردد.

چکیده:

در رساله حاضر وضعیت آسیب کامپوزیتهای لایه‌ای با لایه‌چینی [0/θ]_s و [θ/0]_s تحت بارگذاری استاتیکی و خستگی مورد مطالعه و بررسی قرار گرفته است. دو مود آسیب ترک ماتریسی و جدایی بین لایه‌ای ناشی از ترکهای ماتریسی به عنوان متداول‌ترین مودهای آسیب در کامپوزیتهای لایه‌ای در نظر گرفته شده و دستورالعملی جهت پیش‌بینی وضعیت آسیب و افت خواص مکانیکی ناشی از آن ارائه شده است. به منظور پیش‌بینی وضعیت آسیب، یک تحلیل تنش میکرومکانیکی بر اساس سلول شاخص و معیارهای ماکرومکانیکی شروع و رشد آسیب بر اساس مکانیک شکست محدود به کار گرفته شده است. آزمایشات تجربی استاتیکی و خستگی متعددی بر روی نمونه‌های کربن-اپوکسی ترتیب داده شده و نتایج تحلیلی روش پیشنهادی رساله حاضر در قیاس با مشاهدات تجربی اعتبارسنجی شده است. مطالعات تحلیلی رساله حاضر در سه بخش کلی تحلیل میکرومکانیکی میدان تنش، پیش‌بینی وضعیت آسیب تحت بارگذاری استاتیکی و پیش‌بینی وضعیت آسیب تحت بارگذاری خستگی صورت گرفته است. میدان تنش سلول شاخص کامپوزیت حاوی آسیب با استفاده از روش میکرومکانیکی و بر اساس روش حساب تغییرات استخراج شده است. برای استخراج میدان تنش، لایه‌چینی [θ_m^((o) )/θ_n^((i) ) ]_s با فرض بروز ترکهای ماتریسی میانی یا متقارن بیرونی یا زیگزاگی بیرونی، حاوی یا فاقد جدایی بین لایه‌ای تحت بارگذاری دلخواه داخل صفحه در نظر گرفته شد. سپس با معرفی سلول شاخص برای هر یک از انواع وضعیت آسیب محتمل، میدان تنش و متناظر با آن؛ افت خواص مکانیکی استخراج شده است. در بخش دوم معیاری جهت پیش‌بینی الگوی توزیع، شروع و رشد ترکهای ماتریسی با استفاده از یک معیار انرژی‌پایه بر اساس نرخ رهاسازی انرژی توسعه داده شده است. الگوی توزیع و رشد ترکهای ماتریسی برای لایه‌چینی‌های مختلف پیش‌بینی شده و با نتایج تجربی مورد مقایسه و ارزیابی قرار گرفته است. همچنین، از نرخ رهاسازی انرژی به عنوان معیاری جهت پیش‌بینی اشباع ترکهای ماتریسی و شروع و رشد جدایی بین لایه‌ای ناشی از ترکهای ماتریسی نیز استفاده شده است. پیش‌بینی رشد آسیب در کامپوزیتهای لایه‌ای تحت بارگذاری خستگی کششی تک‌محوره نیز از طریق یک رابطه توانی میان نرخ رشد آسیب و نرخ رهاسازی انرژی برای رشد ترکهای ماتریسی و جدایی بین لایه‌ای ناشی از آن در کامپوزیتهای لایه‌ای استخراج شده است. اثرات لایه‌چینی، بیشینه تنش اعمالی و همچنین نسبت تنش اعمالی نیز بر وضعیت آسیب و افت خواص مکانیکی ناشی از آن تحت بارگذاری خستگی مورد بررسی قرار گرفته و با مشاهدات تجربی اعتبارسنجی شده است.
واژه‌های کلیدی:ترک ماتریسی - جدایی بین لایه‌ای – خستگی – سلول شاخص – مکانیک شکست محدود