تعيين و بررسي ضرايب شدت تنش و زاويه شكست اوليه در ورق هاي ترك دار ترميم شده با وصله كامپوزيتي يك طرفه تحت مود يك و مود تركيبي

Investigating and determining the stress intensity factors and fracture initiation angle for the cracked plates repaired by single-side composite patches under mode I and mixed- mode loading

به دليل ويژگي‌هاي ممتاز كامپوزيت ها مانند سبكي، استحكام بالا و قابليت شكل پذيري خيلي خوب، استفاده از وصله‌هاي كامپوزيتي در ترميم ورق‌هاي ترك خورده و داراي شكاف، بسيار مرسوم مي باشد. در اين مقاله تاثير پارامتر‌‌هاي مختلف مانند جنس وصله‌هاي كامپوزيتي، جنس لايه چسب و جنس فلزپايه با استفاده از روش المان محدود سه بعدي در كاهش ضرايب شدت تنش در مود يك و مود تركيبي و تغييرات زاويه شكست اوليه مورد بررسي قرار گرفته است. نتايج نشان داده است كه جنس وصله كامپوزيتي و ورق پايه تأثير زيادي در كاهش ضريب شدت تنش معادل دارد و كامپوزيت بورن/اپوكسي نسبت به ساير مواد مناسب‌تر است. اما جنس لايه چسب تاثير چشمگيري بر كاهش ضريب شدت تنش ندارد. از ديگر نتايج مهم به دست آمده از اين مقاله، عدم تاثير چشمگير وصله بر زاويه شكست اوليه است

Due to various benefits of composite materials such as light weight, high strength and their excellent formability, the external bonded composite patches have been proved to be a preferable method of repairing flaws and cracks in various engineering structures. In this paper, the effect of some parameters such as the composite patch material, the adhesive material and the base plate material on the reduction of the stress intensity factor and the variation of fracture initiation angle has been studied using the 3D finite element method. The results showed that the composite patch material and base plate material have significant effect on reduction of stress intensity factor. However, the adhesive material has insignificant effect on it. One of the other important results of this study is that the use of patch does not have a significant impact on the fracture initiation angle.