بررسی تمرکز تنش ناشی از وجود ترک در اتصالات مواد مرکب

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.