Delamination Buckling of Composite Materials

لایه لایه شدن کامپوزیت های چند لایه (الف) کامپوزیت های تقویت شده با الیاف پیشرفت های فن آوری قابل توجه در تولید الیاف با استحکام بالا (گرافیت، بور و غیره) منجر به استفاده گسترده از مواد کامپوزیت سبک با مقاومت بالا (اپوکسی گرافیت) شده است. ، بور-اپوکسی و غیره). ساختن میله ها، صفحات و پوسته های کامپوزیتی با دیواره نازک از چنین موادی به مصلحت است. صفحات را می توان با چسباندن مجموعه ای از لایه های الیاف نازک یک طرفه، Fig.l.l. چنین صفحاتی معمولاً ارتوتروپیک هستند. یک کامپوزیت تصادفی فیبر کوتاه در شکل 1.2 نشان داده شده است. کامپوزیت های تقویت شده با الیاف به دلیل استحکام بالایی که دارند به طور گسترده در سازه های هواپیما با دیواره نازک استفاده می شوند. به عنوان مثال، کامپوزیت گرافیت-اپوکسی با استحکام کششی یک طرفه 1.4 GPa مشخص می شود در حالی که چگالی آن 1.6 Mg/rrt است؟ . برای مقایسه، ممکن است فولادی (فولاد 4340) را در نظر بگیریم که خواص مربوط به آن با مقادیری مانند 1.2 GPa و 7.8 Mg/rrt مشخص می شود؟ . 1. مقدمه شکل 1.1 2 1.1. در مورد لایه لایه شدن کامپوزیت های چند لایه شکل 1.2 3 1. مقدمه برای مواد پلاستیکی چند لایه مشخصه است که چسبندگی نسبتاً کمی داشته باشد. بنابراین ضربه ها و عیوب با سرعت کم در ساخت منجر به لایه برداری موضعی می شود. (ب) مشکلات خطی لایه لایه شدن کمانش لایه لایه می تواند به طور قابل توجهی مقاومت فشاری و سفتی ورقه ورقه را کاهش دهد. لایه لایه شدن موضعی را می توان به عنوان یک ترک در باند در نظر گرفت. تحت کمانش یک تنش بین لایه ای بالا در لبه ترک ظاهر می شود که منجر به گسترش ترک می شود. رشد لایه لایه می تواند به بی ثباتی ساختاری منجر شود.

LIOn Delamination of Laminated Composites (a) Fiber-Reinforced Composites Considerable technological advances in the production of high-strength fibers (graphite, boron, etc.) have led to a wide use of light high-strength composite materials (graphite­ epoxy, boron-epoxy, etc.). It is expedient, to make thin­ walled composite rods, plates, and shells from such materials. Plates can be made by bonding a set of unidirectional thin fiber layers, Fig.l.l. Such plates are orthotropic, as a rule. A random short-fiber composite is shown in Fig. 1.2. Fiber-reinforced composites are widely used in thin-walled aircraft structures because of their specific high strength. For example, the graphite-epoxy composite is characterized by a unidirectional tensile strength of 1.4 GPa while the density is 1.6 Mg/rrt? . For comparison, we may take a steel (steel 4340) whose corresponding properties are identified by values like 1.2 GPa and 7.8 Mg/rrt? . 1. INTRODUCTION Figure 1.1 2 1.1. On Delamination of Laminated Composites Figure 1.2 3 1. INTRODUCTION It is characteristic for laminated plastic material to possess a fairly low bonding. Therefore, low-velocity impacts and defects in manufacturing lead to local delamination. (b) Linear Problems of Delamination Buckling Delamination can significantly reduce the compressive strength and stiffness of the laminate. Local delamination can be considered as a crack in the bond. Under buckling there appears a high interlaminate stress at the crack edge that leads to a spreading of the crack. Delamination growth can lead to structural instability.