اثرات سرعت بارگذاری و جهت انتشار ترک بر چقرمگی شکست بین لایه‌ای در کامپوزیت‌های پایه پلیمری: یک مطالعه تحلیلی و تجربی

چکیده مقاله

در این تحقیق اثرات جهت انتشار ترک و سرعت بارگذاری در مود اول شکست بر روی چقرمگی شکست به شکل تحلیلی و تجربی مطالعه شده است. در مود اول بازشوندگی دهانه ترک چیدمان الیاف در دو حالت متفاوت بررسی شده و انتشار ترک در جهت موازی با الیاف و عمود بر جهت الیاف آزمایش شده است. برای انجام آزمون‌های خمش سه نقطه‌ای، نمونه‌های آزمایشی مطابق با استاندارد طراحی و ساخته شدند. هدف از انجام آزمایش بارگذاری و اندازه گیری چقرمگی شکست در جهات مختلف انتشار و رشد ترک نسبت به زاویه الیاف می‌باشد. علاوه بر این، مجموعه‌ای از نمونه‌های تیر یک سر گیردار دو لبه با اعمال تغییر زاویه بارگذاری نسبت به راستای فیکسچر مورد بررسی قرار گرفتند. درصد تغییرات چقرمگی شکست بین لایه‌ای در آزمایش‌های یک سر گیردار دولبه و خمش سه نقطه‌ای عرضی و خمش سه نقطه‌ای طولی به ترتیب 5/67%، 6/5 % و 3/93% می‌باشد. این تغییرات نشان می‌دهد که تفاوت بین چقرمگی شکست در منطقه رشد ترک برای نمونه‌های آزمایش یک سرگیردار دولبه نسبت به نمونه‌های خمش سه نقطه‌ای به دلیل ضخامت نمونه‎‌ها مقدار کمتری دارد. نتایج نشان می‌دهد چقرمگی شکست بین لایه‌ای، هنگامی که ترک به موازات الیاف رشد می‌کند بسیار بیشتر از زمانی است که ترک در جهت عمود بر الیاف رشد می‌نماید. در ادامه دلایل فیزیکی این نتایج تجربی مورد بحث قرارگرفته است.