Fatigue of Fiber-reinforced Composites

خستگی مدت‌هاست که به عنوان مکانیزمی شناخته شده است که می‌تواند باعث شکست فاجعه‌بار مواد در کاربردهای ساختاری شود و محققان اکنون به توسعه ابزارهای پیش‌بینی روی آورده‌اند تا هزینه تعیین معیارهای طراحی برای هر ماده جدید را کاهش دهند. خستگی کامپوزیت های تقویت شده با الیاف این موضوعات بسیار علمی را به روشی ساده و در عین حال کامل توضیح می دهد.

رفتار خستگی مواد کامپوزیت تقویت شده با الیاف و اجزای ساختاری از طریق ارائه چندین مورد توضیح داده شده است. نتایج تجربی. مثال‌های زیادی به خواننده کمک می‌کند تا حالت‌های شکست مواد کامپوزیتی چند لایه و اتصالات چسبنده ساختاری را تجسم کند. مدل‌های نظری، بر اساس این داده‌های تجربی، نشان داده می‌شوند و ظرفیت آن‌ها برای مدل‌سازی و پیش‌بینی عمر خستگی به‌طور کامل ارزیابی می‌شود.

خستگی کامپوزیت‌های تقویت‌شده با فیبر به خواننده این فرصت را می‌دهد تا در مورد روش‌هایی برای مدل‌سازی رفتار خستگی کامپوزیت‌های تقویت‌شده با الیاف، در مورد تجزیه و تحلیل آماری داده‌های تجربی، و در مورد تئوری‌هایی برای پیش‌بینی زندگی تحت الگوهای بارگذاری که حالت‌های استرس خستگی چند محوری ایجاد می‌کنند، بیاموزید. نویسندگان این تئوری ها را برای ایجاد یک فرآیند طراحی کامل ترکیب می کنند که قادر به پیش بینی عمر خستگی کامپوزیت های تقویت شده با الیاف در حالت های تنش دامنه متغیر چند محوری است. یک روش طراحی کلاسیک برای نمایش ارائه شده و پیش‌بینی‌های نظری با داده‌های تجربی سیستم‌های مواد معمولی مورد استفاده در صنعت پره‌های روتور توربین بادی مقایسه می‌شوند.

خستگی کامپوزیت‌های تقویت‌شده با فیبر همچنین روش‌های محاسباتی جدیدی برای مدل‌سازی رفتار خستگی مواد کامپوزیتی، مانند شبکه‌های عصبی مصنوعی و برنامه‌ریزی ژنتیکی، به عنوان جایگزینی امیدوارکننده برای روش‌های مرسوم ارائه می‌کند. این یک منبع اطلاعاتی ایده آل برای محققان و دانشجویان تحصیلات تکمیلی در مهندسی مکانیک، مهندسی عمران و علم مواد است.

Fatigue has long been recognized as a mechanism that can provoke catastrophic material failure in structural applications and researchers are now turning to the development of prediction tools in order to reduce the cost of determining design criteria for any new material. Fatigue of Fiber-reinforced Composites explains these highly scientific subjects in a simple yet thorough way.

Fatigue behavior of fiber-reinforced composite materials and structural components is described through the presentation of numerous experimental results. Many examples help the reader to visualize the failure modes of laminated composite materials and structural adhesively bonded joints. Theoretical models, based on these experimental data, are demonstrated and their capacity for fatigue life modeling and prediction is thoroughly assessed.

Fatigue of Fiber-reinforced Composites gives the reader the opportunity to learn about methods for modeling the fatigue behavior of fiber-reinforced composites, about statistical analysis of experimental data, and about theories for life prediction under loading patterns that produce multiaxial fatigue stress states. The authors combine these theories to establish a complete design process that is able to predict fatigue life of fiber-reinforced composites under multiaxial, variable amplitude stress states. A classic design methodology is presented for demonstration and theoretical predictions are compared to experimental data from typical material systems used in the wind turbine rotor blade industry.

Fatigue of Fiber-reinforced Composites also presents novel computational methods for modeling fatigue behavior of composite materials, such as artificial neural networks and genetic programming, as a promising alternative to the conventional methods. It is an ideal source of information for researchers and graduate students in mechanical engineering, civil engineering and materials science.