امروزه کامپوزیت‌های بافتی بهدلیل داشتن مزایایی نظیر مقاومت بالا در برابر بارهای ضربه‌ای در مقایسه با کامپوزیت‌های تکجهته، محبوبیت زیادی برای استفاده در زمینه‌های مختلف از جمله صنایع هوافضا پیدا کرده‌اند. با این وجود لایه‌های کامپوزیت بافتی بهدلیل وجود تنش‌های بینلایهای، حساسیت بسیار زیادی به ترکهای موجود بین لایه‌ای و جدایش لایه‌ها دارند. در این راستا روشهای متعدد عددی و تجربی برای بررسی خواص شکست مواد مرکب ارائه و توسعه یافته‌اند. در این تحقیق، شکست بینلایهای یک ماده کامپوزیت بافتی ساختهشده از پارچه شیشه بافته با زوایای 0 و 90 درجه و زمینه اپوکسی تحت بارگذاری مود مرکب داخل صفحه I/II و با بهکارگیری فیکسچر بهبودیافته مورد مطالعه قرار گرفته است. طراحی فیکسچر بهبودیافته که معایب روشهای تست قبلی را برطرف کرده به گونه‌ای است که تست حالتهای مختلف بارگذاری مود مرکب داخل صفحه، از حالت مود خالص I (زاویه 0 درجه) تا مود خالص II (زاویه 90 درجه) و هر حالت ترکیبی بین آنها را امکان‌پذیر می‌سازد. ضرایب بی‌بعد شدت تنش برای مود اول و مود دوم با استفاده از تحلیل اجزاء محدود توسط نرم‌افزار آباکوس بهدست آورده شده است. نمودارهای نیرو- جابجایی از تستهای تجربی فراهم شده‌اند و بارهای بحرانی جهت تخمین نرخ رهایی انرژی کرنشی بحرانی بین لایه‌ای از آنها استخراج گردیده است. نتایج نشان می‌دهد که ماده کامپوزیت استفاده شده در این مطالعه در شرایط بارگذاری برشی دارای چقرمگی بیشتری بوده و در بارگذاریهای کششی (مود I) ضعیف‌تر است.
Wessel, J. K. “The Handbook of Advanced Materials”, First ed., John wiely Publishing Company, New York, pp.3-21, 2004.
Javid-Rad, F. “Fracture Mechanics in Design of structures”, First ed., Gutenberg Publishing Company, Tehran, 2009, (In Persian).
Gdoutos, E. E. “Fracture Mechanics; An Introduction (Solid Mechanics and Its Applications)”, Second Edition, Springer, Dordrecht, Netherlands, 2005.
Anderson, T. L. “Fracture mechanics; Fundamentals and applications”, Second ed., CRC press LTC., Boca Raton, 1995.
Tada, H., Paris, P. C. and Irwin, G.R. “Stress Analysis of Cracks Handbook”, Del Research Corporation, Hellertown. Pa.,1973.
Rikards, R. “Interlaminar Fracture Behaviour of Laminated Composites”, Computers & Structures, Vol. 76, No. 5, pp. 11-18, 2000.
Warrior, N.A., Pickett, A.K. and Lourenc, N. S. F. “Mixed-Mode Delamination-Experimental and Numerical Studies”, Strain, Vol. 39, No. 4, pp. 153-159, 2003.
Williams, J. G. “Fracture Mechanics of Anisotropic Materials; in Application of Fracture Mechanics to Composite Materials”, K. Friedrich, Editor., Elsevier Science Publishers, 1989.
Gillespie, J. W. and Carlsson, L.A. “Interlaminar Fracture of Laminated Composites Materials”, in Delaware Composites Design Encyclopedia, Technomic Publishing Co. Inc., Vol. 6, No.1, pp. 113-119, 1990.
ASTM E399-06 “Standard Test Method for Linear-Elastic Plane-Strain Fracture Toughness KIC of Metallic Materials”, Annual Book of ASTM Standards, 2006.
ASTM D5045-99 “Standard Test Method for Plane-Strain Fracture Toughness and Strain Energy Release Rate of Plastic Materials”, Annual Book of ASTM Standards, 1999.
ASTM D5528-01 “Standard Test Method for Mode-I Interlaminar Fracture Toughness of Unidirectional Fiber-reinforced Polymer Matrix Composites”, Annual Book of ASTM Standards, Philadelphia, 2003.
Carlsson, L.A., Gillespie, J.W. and Pipes, R.B. “On the analysis and design of the end notched flexure (ENF) specimen for mode-II testing”, Journal of composite Materials, Vol. 20,No. 6, pp. 594-604, 1986.
ASTM D7905/D7905M-14 “Standard Test Method for Determination of the Mode II Interlaminar Fracture Toughness of Unidirectional Fiber-Reinforced Polymer Matrix Composites”, ASTM International, West Conshohocken, PA, 2014.
ASTM D6671-01 “Standard test method for mixed-mode interlaminar fracture toughness of unidirectional fiber reinforced polymer matrix composites”, Annual Book of ASTM Standards, Philadelphia, 2003.
Hashemi, S., Kinloch, A.J. and Williams, J.G. “The analysis of interlaminar fracture in uniaxial fiber-polymer composites”, proceeding of the Royal Society of London Series A-Mathematical Physical and Engineering Science, Vol. 427, No. 1, pp. 173-179, 1990.
Ramkumar, R.L. and Whitcomb, J.D. “Characterization of mode-I and mixed-mode delamination growth in T300/5208 graphite/epoxy, Delamination and Debonding of Materials”, ASTM STP 876., (ed.) Johnson, W.S. American Society for Testing and Materials, Philadelphia, 1985.
Russell, A.J. and Street, K.N. “Moisture and temperature effects on the mixed-mode delamination fracture of unidirectional graphite/epoxy, Delamination and Debonding of Materials”, ASTM STP 876., (ed.) Johnson, W.S. American Society for Testing and Materials, Philadelphia, 1985.
Hosseini, S.R. “Estimate and Evaluation of Fracture Mechanics Properties of Welded Joints of Offshore Platforms”, MSc Thesis, Sahand University of Technology, Civil Engineering Department, 2008.
Arcan, M., Hashin, Z. and Voloshin, A. “Method to produce uniform plane-stress states with applications to fiber-reinforced materials”, Experimental Mechanics, Vol.18, No. 1, pp. 141-146, 1978.
Amstutz, B.E., Sutton, M.A., Dawicke, D.S., Newman Jr., I.C. “An experimental study of CTOD for mode I/II stable crack growth in thin 2024-T3 aluminum specimens”, Fracture Mechanics ASTM STP, 1995.
Richard, H.A. “A loading device for the creation of mixed-mode in fracture mechanics”, International Journal of Fracture, Vol. 22, No. 2, pp. 55-58, 1983.
Pucillo, G.P., Grasso, M., Penta F., Pinto P. “On the mechanical characterization of materials by Arcan-type specimens”, Engineering Fracture Mechanics, 2011.
Es'hagi Oskui, A. and Choupani, N. “Development & Design of an Experimental Setup for Determining of Mixed Mode Fracture Toughness”, Sahand University of Technology, MSc Thesis, 2012, (In Persian).
Choupani, N. “Experimental and numerical investigation of the mixed-mode delamination in Arcan laminated specimens”, Mat. Sci. Eng. A., Vol. 478, No. 1, pp. 229-242, 2008.
Shameli, M., Choupani N., Razavi A., M. K. “Experimental and Numerical Investigation of the Elastic-Plastic Fracture of Composite Materials under Mixed-Mode I/II Loading Conditions”, PhD Thesis, Sahand University of Technology, Mechanical Engineering Faculty, 2016.
Ghazavizadeh, A., Soltani, N., Hakimelahi, B. and Ghasemieh, M. “Determination of Opening Mode Stress Intensity Factor for Edge Cracks by Means of Digital Shearography Including Analytical and Numerical Simulations”, Aerospace Mechanics Journal, Vol. 1, No. 3, pp. 97-106, 2006.
Hamidi, H. and Soltani, N. “Determination of Stress Intensity Factors in Composite Materials by Means of Optical Experimental Technique of Digital Shearography”, Aerospace Mechanics Journal, Vol. 4, No. 4, pp15-26, 2009 (In Persian).
Nazari, M., Shariati, M., Eslami, M., and Hassani, B. “Meshless Analysis of Cracked Functionally Graded Plates under Thermal Loading”, Aerospace Mechanics Journal, Vol. 9, No. 4, pp. 1-16, 2013 (In Persian).
ASTM Standard D3039 “Standard Test Method for Tensile Properties of Polymer Matrix Composite Materials”, Annual Book of ASTM Standards, 2000.
)
