اثر تنش برشی بین لایه ای لبه آزاد بر تنش های پسماند کامپوزیت های پلیمری در روش سوراخ کاری مرکزی

در روش سوراخ کاری مرکزی، تنش های صفحه ای همواره مورد توجه بوده و به تنش های بین لایه ای پرداخته نشده است. تنش های بین لایه ای در لبه های آزاد چند لایه های کامپوزیتی از اهمیت بیشتری برخوردار است و مقادیر زیاد آنها می تواند باعث ترک خوردن ماتریس و لایه لایه شدن سازه گردد. ایجاد سوراخ در چند لایه باعث به وجود آمدن لبه های آزاد می شود و تنش های پسماند صفحه ای ممکن است منجر به تنش های برشی بین لایه ای و تنش عمودی خارج صفحه ای گردد. در این تحقیق، با استفاده از روش اجزای محدود و شبیه سازی سه بعدی فرایند سوراخ کاری مرکزی در مواد همسانگرد و ناهمسانگرد به بررسی سه بعدی تنش های رها شده پرداخته شده است. در شبیه سازی فرایند سوراخ کاری مواد همسانگرد، اثر تعداد مراحل سوراخ کاری، تنش اولیه یکنواخت و غیریکنواخت و تنش تک محوری و دو محوری بررسی شده است. نتایج نشان می دهد، هرگاه تعداد مراحل سوراخ کاری از یک تا چهار مرحله تغییر کند، نسبت حداکثر مقادیر تنش های سه بعدی به تنش تک محوری اعمالی تغییر می کند. در چند لایه های کامپوزیتی خواص هر لایه در جهات مختلف، اثر تعداد لایه ها و جهت چیدمان الیاف از اهمیت ویژه ای برخوردار است. به همین منظور، چند لایه های تک جهتی با افزایش تعداد لایه ها تا عمق برابر قطر سوراخ، زیر تنش تک محوری و تنش دو محوری بررسی شده اند. با توجه به اهمیت تنش های بین لایه ای و اثر لبه ها در چند لایه های angle-ply, cross-ply و شبه همسانگرد حوزه تنش سه بعدی در آنها در حین فرایند سوراخ کاری مرکزی مطالعه شده است. از آن جا که نقاط کرنش سنجی در یک کرنش سنج روزت با فاصله مشخص از مرکز سوراخ و در زوایای معین قرار دارد، اثر تنش های بین لایه ای در نقاط کرنش سنجی روزت بررسی گردیده است.