پیشبینی عمر آغاز و انتشار ترک خستگی در اتصالات چسبی تقویت شده موجود در سازه های کامپوزیتی
/بهمن پایگذار
: مهندسی مکانیک
، ۱۳۹۵
چاپی
کارشناسی ارشد
مهندسی مکانیک گرایش طراحی کاربردی
۱۳۹۵/۰۶/۰۹
تبریز
اتصالات چسبی در سازهصهای کامپوزیتی استفاده گستردهصای را در صنایع مختلف، از جمله هوافضایی، اتومبیلصسازی، دریایی و ریلی، دارا میصباشد .از اینصرو این نوع اتصالات، دائما در معرض انواع بارهای استاتیکی و به ویژه بارهای خستگی قرار دارند .خستگی در مواد خصوصا در مراحل اولیه تشکیل ترکصها، به سختی قابل تشخیص و رویت است و با تنشصهایی که به ماده وارد می-شود خستگی منشأ بسیاری از شکستصهای ناگهانی میصباشد .در صنایع هوایی، خستگی از اهمیت بالایی برخوردار است و مهمصترین عامل ایجاد حوادث میصباشد .از اینصرو باید سعی شود تا مواد مورد استفاده در بدنه و به ویژه چسب موجود در اتصالات به شکست زود هنگام نرسند .با توجه به مطالعات و تجارب عینی، چسب موجود در اتصالات چسبی، ضعیفصترین بخش از نظر عمر خستگی میصباشد و بدین سبب همواره مورد توجه و مطالعه بوده است .در چند دههصی اخیر مطالعات فراوانی بر روی اتصالات چسبی انجام شده است که اکثرا در راستای پیشصبینی عمر خستگی و همصچنین ایجاد شرایطی برای افزایش عمر خستگی بودهصاند .هدف مطالعهصیص حاضر، پیشصبینی دوام استاتیکی اتصال و عمر آغاز و انتشار ترک خستگی بوده است .همچنین از نانوذرات سیلیکا جهت بهبود عمر خستگی استفاده شده است .در انتها مقایسه-ای مابین عمر خستگی در اتصال با چسب خالص و چسب تقویت شده صورت گرفته است .اتصال مورد بررسی در این مطالعه، اتصال تکصلبه بوده است که متشکل از دو زیرآیند کامپوزیتی و یک لایهصی نازک از چسب اپوکسی میصباشد .تحلیل عددی نیز، با نرمصافزار آباکوس انجام گرفته است که نتایج بدست آمده با نتایج تجربی مقایسه شدهصاند
Adhesively bonded joints in composite structures have widespread usage in a lot of industries such as, aeronautics, automotive and marine. Due to this fact, this kind of joint constantly are exposed to static and dynamic loads. Fatigue during cracks nucleation are so difficult to observe and recognize. Fatigue is reason for a lot of joints failures, especially in structures under cyclic loads. Because of that, fatigue is so important in aeronautics and it is the most dangerous for airplanes. As a solution, materials and joints that are used in airplanes, must be resistant against fatigue damage. According to literature, adhesive that is used in joints is the weakest part against fatigue damage and this led to a lot of research during the last three decades. The main aim of this study is prediction of initiation and propagation lives of crack. In addition we used silica nanoparticles to improve the fatigue life of joint. Then we compared the fatigue life in joints with and without nanoparticles and measured how well the nanoparticles work. At the end of study a comparison was done between experimental and numerical results. The joint surveyed in this study is single lap and made from two parts of laminated composite as adherends and a thin layer of epoxy based adhesive. Numerical analysis was carried out by Abaqus software