بررسی اثر ناحیه غنی از رزین بر رشد ترک در هسته ی فومی پره کامپوزیتی توربین بادی به روش المان محدود

ناحیه ی غنی از رزین یکی از عیوب رایج حین فرایند ساخت کامپوزیت های ساندویچی در روش تزریق رزین به کمک خلا است. در این مقاله، شبیه سازی عددی گسترش ترک در نمونه های کامپوزیت ساندویچی از پره ی توربین بادی با استفاده از معیار بسته شدن مجازی ترک و روش اجزای محدود توسعه یافته انجام می شود. با در نظر گرفتن سه اندازه ی مختلف برای ناحیه ی غنی از رزین، اثر ابعاد این ناحیه بر رفتار رشد ترک و واماندگی کامپوزیت ساندویچی بررسی می شود. نتایج حل عددی نشان دادند که ترک از زیر غلتک بارگذاری و در ناحیه ی زیر پوسته واقع در فوم شروع شده، تا مرکز هسته ی فومی رشد کرده و در نهایت با کاهش زاویه، به سمت ناحیه ی شیب دار در نمونه گسترش یافته و به سطح تماس هسته و پوسته می رسد. با استخراج مقادیر فاکتور شدت تنش مشاهده شد که در شروع رشد ترک، مود دوم و در ادامه رشد ترک مود اول به عنوان مودهای غالب شکست هستند. همچنین نتیجه گرفته شد که اضافه شدن ناحیه غنی از رزین با اندازه های کم و متوسط به نمونه های کامپوزیت ساندویچی، باعث ایجاد تاخیر در روند خرابی می شوند و در صورت زیاد بودن این ناحیه، فرآیند گسترش خرابی را شتاب می بخشد و نهایتا منجر به فروپاشی سریع تر سازه می شود. در نهایت آزمون خمش چهار نقطه ای روی نمونه های کامپوزیت ساندویچی انجام شده و تطابق خوبی بین نتایج حل عددی و تجربی رشد ترک و نمودار بار-جابجایی حاصل شده است.