نوع مقاله : مقاله پژوهشی
نویسندگان
1 استاد، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه علم و صنعت ایران، تهران، ایران
2 دانشجوی کارشناسی ارشد، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه علم و صنعت ایران، تهران، ایران
3 دانشجوی دکترا، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه علم و صنعت ایران، تهران، ایران
چکیده
در این تحقیق، رشد تورق در مود اول چندلایههای کامپوزیتی پلیمری تکجهته با پلزنی الیاف بررسی شده است. بدین منظور، مدلسازی المان محدود رشد تورق در تیر دولبه یکسر گیردار با استفاده از مدل ناحیه چسبناک بر پایه مدلهای کشش- جدایش انجام شده است. در نمونههای DCB، نرخ رهایی انرژی کرنشی با افزایش طول تورق در حین رشد ترک افزایش مییابد و این باعث میشود تا مدلهای ساده کشش- جدایش، مانند دوخطی توانایی پیشبینی دقیق بار- جابهجایی این نمونهها را نداشته باشند. بهمنظور رفع این نقص، مدلهای کشش- جدایش چندخطی معرفی میشوند. در این تحقیق با استفاده از کمینه نمودن اختلاف نمودار بار- جابهجایی حاصل از المان محدود و آزمایشگاهی نمونه DCB، پارامترهای مدل ناحیه چسبناک با استفاده از الگوریتم ژنتیک بهینهسازی میشوند. نتایج عددی حاصل از مدلسازی المان محدود با استفاده از مدل ناحیه چسبناک چندخطی ارایه شده در تحقیق حاضر، با نتایج آزمایشگاهی محققین دیگر مقایسه شده است. نتایج عددی نشان میدهند، مدل ناحیه چسبناک چهار خطی ارایه شده، حداکثر تنش پلزنی مستخرج از دادههای آزمایشگاهی و همچنین رفتار تورقی نمونه تیر دولبه یکسر گیردار را به خوبی پیشبینی مینماید.
کلیدواژهها
عنوان مقاله [English]
Determination of cohesive zone parameters in mode I delamination growth of a double cantilever beam specimen using inverse method
نویسندگان [English]
- Mahmood Mehrdad Shokrieh 1
- Sadegh Damirchiloo 2
- Mazaher Salamat-talab 3
1 School of Mechanical Engineering, Iran University of Science and Technology, Tehran, Iran
2 School of Mechanical Engineering, Iran University of Science and Technology, Tehran, Iran
3 School of Mechanical Engineering, Iran University of Science and Technology, Tehran, Iran
چکیده [English]
In this study, delamination growth in mode I loading of unidirectional laminated composites with R-curve effect was investigated. To this end, a finite element simulation of delamination growth in double cantilever beam (DCB) performed using the cohesive zone model (CZM) based on traction-separation laws. By increasing the delamination length in DCB specimens, the strain energy release rate increases and for this reason the simple traction-separation law such as bilinear are not capable to predict the load-displacement curve of this specimens accurately. To solve this shortcoming, cohesive zone models with multi-linear traction-separation laws were proposed to predict delamination behavior of the DCB specimens numerically. Afterwards, by minimizing the difference between experimental and numerical load-displacement curves using optimization method based on genetic algorithm, cohesive zone parameters are characterized. A comparison of the results obtained by cohesive laws with experimental data show that four-linear cohesive law can predict the maximum bridging stress as well as the experimental load-displacement curve accurately.
کلیدواژهها [English]
- Large scale bridging
- R-curve effect
- Delamination
- Cohesive zone model (CZM)
- genetic algorithm