تحلیل عددی اثرات گوشه آزاد در چندلایه های کامپوزیتی زاویه دار بر اساس مدل سراسری-موضعی

هدف اصلی این تحقیق، مدل سازی اثر گوشه آزاد در چندلایه های کامپوزیتی متعامد و زاویه دار گرافیت/اپوکسی، با استفاده از روش حل المان محدود و بر اساس مدل سراسری-موضعی می باشد. در این مدل، ناحیه سراسری با استفاده از تئوری مرتبه اول برشی و ناحیه موضعی، در مجاورت گوشه آزاد، با استفاده از تئوری لایروایز ردی، مدل می شوند. استفاده از این روش امکان تحلیل چندلایه های ضخیم زاویه دار و متعامد را به وجود می آورد. چندلایه های متعامد و زاویه دار به ترتیب تحت بار حرارتی و کشش یکنواخت قرار گرفته و اثرات تنش های بین لایه ای لبه آزاد و گوشه آزاد مورد بررسی قرار می گیرد. اعتبار سنجی نتایج حاضر توسط نتایج در دسترس در تحقیقات پیشین صورت می گیرد که نشان دهنده تطابق خوبی است. نتایج تحقیق حاضر نشان می دهند هنگامی که چندلایه متعامد تحت بار حرارتی قرار می گیرد توزیع تنش های بین لایه ای در هر دو جهت طول و عرض چندلایه یکنواخت است. در صورتیکه برای بار کششی تک جهته تنش های بین لایه ای در دو راستای چندلایه دارای توزیع متفاوت می باشد. همچنین نتایج نشان می دهند که در چندلایه های زاویه دار تحت کشش یکنواخت با افزایش زاویه الیاف، اثر گوشه آزاد افزایش می یابد و بیشترین تنش های بین لایه ای در لایه-های 30 درجه در مجاورت لبه های آزاد رخ می دهند. بعلاوه نتایج ثابت می کنند در لایه های با زاویه ی الیاف کمتر از 30 درجه، اثرات لبه آزاد و گوشه آزاد، تقریبا مشابه است. مطالعه پارامتری بر روی ضخامت و چیدمان لایه های چندلایه نشان می دهد که هر دو پارامتر بر روی تنش های بین لایه ای در گوشه ی آزاد تاثیر بسزایی دارند.