دانشگاه صنعتی شاهرود مکانیک سازه ها و شاره ها 2251-9475 8 4 2018 12 22 Investigation of Resin Pocket Area Effect on Crack Growth in Foam Core of Composite Wind Turbine Blade by the Finite Element Method بررسی اثر ناحیه غنی از رزین بر رشد ترک در هسته‌ی فومی پره کامپوزیتی توربین بادی به روش المان محدود 27 38 1421 10.22044/jsfm.2018.7122.2641 FA میلاد سلیمانی کارشناس ارشد، گروه مهندسی مکانیک، دانشگاه فردوسی مشهد، مشهد مسعود طهانی استاد، گروه مهندسی مکانیک، دانشگاه فردوسی مشهد، مشهد پدرام زمانی دانشجوی دکتری، گروه مهندسی مکانیک، دانشگاه فردوسی مشهد، مشهد Journal Article 2018 05 28 Resin pocket area is a common defect in manufactruring of sandwich composite using vacuum infusion process (VIP). In this paper, a numerical study is performed on crack growth behavior and failure modes of a sandwich composite wind turbine blade by means of extended finite element method (XFEM) and considering virtual crack closure technique (VCCT). The effect of resin pocket area on crack growth is investigated by considering different sizes for this area. Results of numerical analysis have shown that crack growth in the specimen initiates in foam core under loading nose and propagates through the middle of foam core and decreases its angle and grows towards the tapered area until it reaches to the core-face interface. Calculation of stress intensity factors (SIFs) has shown that first and second fracture modes are dominant modes in crack initiation and propagation steps, respectively. It is also observed that small and average sizes of resin pocket area in sandwich composite specimens delays the damage propagation and large resin pocket area accelerates damage progress. Finally, numerical and experimental results of crack growth path and load-displacement behavior of four-point bending test have shown a good accordance. ناحیه‌ی غنی از رزین یکی از عیوب رایج حین فرایند ساخت کامپوزیت‌های ساندویچی در روش تزریق رزین به کمک خلا است. در این مقاله، شبیه‌سازی عددی گسترش ترک در نمونه‌های کامپوزیت ساندویچی از پره‌ی توربین بادی با استفاده از معیار بسته شدن مجازی ترک و روش اجزای محدود توسعه یافته انجام می‌شود. با در نظر گرفتن سه اندازه‌ی مختلف برای ناحیه‌ی غنی از رزین، اثر ابعاد این ناحیه بر رفتار رشد ترک و واماندگی کامپوزیت ساندویچی بررسی می‌شود. نتایج حل عددی نشان دادند که ترک از زیر غلتک بارگذاری و در ناحیه‌ی زیر پوسته واقع در فوم شروع شده، تا مرکز هسته‌ی فومی رشد کرده و در نهایت با کاهش زاویه، به سمت ناحیه‌ی شیب‌دار در نمونه گسترش یافته و به سطح تماس هسته و پوسته می‌رسد. 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 اندازه‌های کم و متوسط به نمونه‌های کامپوزیت ساندویچی، باعث ایجاد تأخیر در روند خرابی می‌شوند و در صورت زیاد بودن این ناحیه، فرآیند گسترش خرابی را شتاب می‌بخشد و نهایتاً منجر به فروپاشی سریع‌تر سازه می‌شود. در نهایت آزمون خمش چهار نقطه‌ای روی نمونه‌های کامپوزیت ساندویچی انجام شده و تطابق خوبی بین نتایج حل عددی و تجربی رشد ترک و نمودار بار-جابجایی حاصل شده است. https://jsfm.shahroodut.ac.ir/article_1421_c81cf34eeda12da8f9645deccd5bc96e.pdf