تحليل ترك بين لايه اي در مواد كامپوزيت با استفاده از روش اجزاء محدود توسعه يافته (X-FEM)

از آنجايي كه مواد كامپوزيت امروزه در صنايع گوناگون به طور وسيع مورد استفاده قرار مي گيرند، بررسي و تحليل ويژگي ها و خواص و نحوه رفتار آنها از اهميت بالايي برخوردار است. ترك بين لايه اي (Delamination) از رايج ترين آسيب ها در مواد كامپوزيت است كه مي تواند موجب مشكلات عملكردي مانند كاهش ظرفيت باربري و يا حتي ناپايداري گردد.در مدل سازي هاي اوليه از روش اجزاء محدود براي تحليل پديده ترك خوردگي استفاده مي شد، ولي اين روش قادر به تحليل ميدان سينگولار نوك ترك نبود و نتايج حاصل از آن با مفاهيم مكانيك شكست همخواني نداشت. روش اجزاء محدود توسعه يافته (Extended Finite Element Method (X-FEM)) كه توسط بليچكو (Belytschko) و همكارانش پيشنهاد شد، بهبود قابل توجهي در مدل سازي ناپيوستگي هايي همچون ترك ايجاد كرد. در اين روش يك سري توابع غني سازي به تقريب اجزاء محدود اضافه مي شود كه موجب مي شود ترك بدون احتياج به هيچ گونه مش بندي خاص مدل شود. ناگاشيما (Nagashima) و همكارانش از اين روش براي تحليل ترك بين لايه اي بين دو ماده ايزوتروپ استفاده كردند و اخيرا نيز اسدپور و همكارانش و محمدي استفاده از اين روش را به فضاي اورتوتروپ گسترش دادند.در اين تحقيق ترك بين لايه اي بين دو ماده اورتوتروپ مورد توجه قرار گرفته است و توابع غني سازي جديد مربوط به محيط اورتوتروپ به دست آمده است. اين توابع غني سازي جديد، از روابط دوبعدي تغيير مكان هاي نزديك نوك ترك بين لايه اي استخراج شده اند. بارگذاري تركيبي مود I, II مورد نظر قرار گرفته است و با استفاده از روش انتگرال J توسعه يافته براي ترك بين لايه اي بين دو ماده اورتوتروپ، مقادير ضرايب تمركز تنش (SIF) محاسبه شده است.