Διεπιφανειακή εντατική κατάσταση διαστρωματώσεων από σύνθετα υλικά με αριθμητικές μεθόδους

Abstract

Σκοπός της εργασίας είναι η ανάπτυξη μοντέλων πεπερασμένων στοιχείων για τον προσδιορισμό των διεπιφανειακών τάσεων που αναπτύσσονται μεταξύ των στρώσεων κατά την έννοια του πάχους μιας διαστρωμάτωσης σε σύνθετα υλικά και η επαλήθευση του αναλυτικού μοντέλου των Pipes & Pagano, που αναφέρεται στο πρόβλημα αυτό με βάση την τρισδιάστατη θεωρία ελαστικότητας. Για την μοντελοποίηση χρησιμοποιήθηκε το πρόγραμμα SAP2000 14, με την βοήθεια του οποίου κατασκευάσαμε 4 μοντέλα για τα πολυστρωματικά υλικά με τις παρακάτω διατάξεις στρώσεων: Α) 0ο , 90ο, 90ο, 0ο Β) +45°, -45°,-45°,+45° Γ)+30°,-30°,-30°,+30° Δ)+60°,-60°,-60°,+60° Καθένα από τα παραπάνω μοντέλα καταπονήθηκε υπό μονοαξονική ένταση και με γραμμική ανάλυση καταλήξαμε στο γεγονός ότι ακόμα και σε μια διαστρωμάτωση υπό μονοαξονική ένταση υπάρχει μια οριακή ζώνη κατά μήκος των ελεύθερων παρειών όπου αναπτύσσεται τρισδιάστατη εντατική κατάσταση, το δε πλάτος της ζώνης αυτής είναι περίπου ίσο με το πάχος της διαστρωμάτωσης.

The purpose of this work is to compare the specific results given by the analytical model of Pipes & Pagano, who determined the stress field within the meaning of thickness in a multilayered composite laminate, according to the three-dimensional theory of elasticity. To achieve this we used the program SAP2000 14 in which we constructed 4 models for laminates with the following orientations: Α) 0ο , 90ο, 90ο, 0ο Β) +45°, -45°,-45°,+45° Γ)+30°,-30°,-30°,+30° Δ)+60°,-60°,-60°,+60° Each of these models is under uniaxial tension and after linear analysis we concluded that even if a layer is under uniaxial tension there is a zone along the free edges which develops intense three-dimensional situation and the width of this zone is approximately equal to the thickness of the layer.