عنوان

تحلیل تجربی و عددی شکست اتصالات چسبی آلومینیوم به کامپوزیت CFRP در محدوده دمایی C ░ ۶۰- تا C ░ ۲۵+

کد کشور

IR

شماره

۳۶۶۶پ

زبان متن نوشتاري يا گفتاري و مانند آن

فارسی

کشور محل نشر

IR

عنوان اصلي

تحلیل تجربی و عددی شکست اتصالات چسبی آلومینیوم به کامپوزیت CFRP در محدوده دمایی C ░ ۶۰- تا C ░ ۲۵+

نام عام مواد

[پایان‌نامه]

عنوان اصلي به زبان ديگر

Experimental and numerical fracture analysis of the adhesive joints of aluminum and CFRP composites in the temperature range of

نام نخستين پديدآور

/اژدر رحمانی

نام ناشر، پخش کننده و غيره

: مهندسی مکانیک

تاریخ نشرو بخش و غیره

، ۱۳۹۷

نام خاص و کميت اثر

۱۲۸ص.

ساير جزييات

:

متن يادداشت

زبان: فارسی

متن يادداشت

زبان چکیده: فارسی

متن يادداشت

چاپی - الکترونیکی

متن يادداشت

مصور، جدول، نمودار

جزئيات پايان نامه و نوع درجه آن

دکتری

نظم درجات

مهندسی مکانیک - طراحی کاربردی

زمان اعطا مدرک

۱۳۹۷/۱۱/۰۱

کسي که مدرک را اعطا کرده

صنعتی سهند

متن يادداشت

در این رساله به بررسی پارامترهای مکانیک شکست اتصالات چسبی در دماهای پایین پرداخته شده است .در گام اول محفظه‌ی برودتی کرایژونیک برای انجام آزمایش‌های کشش و شکست دما پایین ساخته شد .این گام، انجام آزمایش‌های کشش و شکست دما پایین را تا دمای C ░ ۱۵۰- امکان پذیر نمود .برای تعیین خواص مکانیکی اجزای اتصال، ابتدا نمونه‌های کشش استاندارد آلومینیوم، چسب اپوکسی و کامپوزیت الیاف کربنی تک‌جهته ساخته شدند و با انجام آزمایش‌های کشش ساده خواص مکانیکی اجزای اتصالی در دماهای مختلف(C ░ ۸۰- تاC ░ ۲۵+ )تعیین گردید .نمونه‌های پروانه‌ای اتصال چسبی ترکدار آلومینیوم-آلومینیوم و آلومینیوم-کامپوزیت الیاف کربنی تک جهته ساخته شدند و با استفاده از گیره آرکان در دماهای مختلف تحت آزمایش کشش و آزمایش کندگی و آزمایش شکست مود I ، مود ترکیبی I/II و مود II قرار گرفتند .نتایج آزمایش‌های کشش ساده چسب اپوکسی در دماهای مختلف نشان داد که با کاهش دما خواص مکانیکی چسب به طور قابل توجهی تغییر می‌کند .با کاهش دما به مقدارC ░ ۱۰۰= ، مقدار تنش تسلیم، استحکام کششی و مدول الاستیک چسب به ترتیب ۱۲۷ ، ۱۱۱/۵ و ۳۲ افزایش می‌یابند .این در حالی است که مقدار کرنش شکست ۱۴/۳ کاهش یافت .برای کامپوزیت الیاف کربنی تک جهته نتایج آزمایش کشش ساده نشان داد با کاهش دما به میزانC ░ ۱۰۰ از دمای اتاق، مقدار مدول الاستیسیته در جهت الیاف و در جهت عمود بر الیاف به ترتیب ۳۷/۷۸ و ۳۹/۳ افزایش یافته است .همچنین میزان کرنش شکست در جهت الیاف و در جهت عمود بر الیاف به ترتیب ۷ و ۱۳ کاهش یافت .علاوه بر این کاهش دما به میزانC ░ ۱۰۰ از دمای اتاق منجر به کاهش استحکام کششی کامپوزیت در جهت الیاف و در جهت عمود بر الیاف به مقدار ۱۳/۵ و ۱۶/۲ شد .همچنین مقادیر ضرایب شدت تنش بحرانی اتصال چسبی آلومینیوم-آلومینیوم در مودهای بارگذاری I و II در دمایC ░ ۸۰- نسبت به دمای اتاق به ترتیب ۵۱/۴ و ۱۲۴/۵ افزایش یافته است .همچنین نتایج به دست آمده برای اتصال چسبی آلومینیوم-کامپوزیت نشان داد که با کاهش دما، مقدار ضرایب شدت تنش بحرانی روند افزایشی دارد .به طوری که در دمایC ░ ۸۰- نسبت به دمای اتاق مقادیر و به ترتیب ۷۴/۸ و ۴۵/۸۵ افزایش یافته است .در حالت کلی نتایج نشان می‌دهد که مقدار ضرایب شدت تنش بحرانی و همچنین نرخ رهایش انرژی بحرانی با کاهش دما افزایش می‌یابد .هرچند این افزایش برای مود I قابل توجه نیست اما برای مود II افزایش قابل ملاحظه‌ای مشاهده گردید .برای اتصال آلومینیوم-کامپوزیت مقدار افزایش ضرایب شدت تنش بحرانی و نرخ رهایش انرژی کرنشی بحرانی با کاهش دما ناپایدار می‌باشد طوری که مسئله نقطه‌ی بهینه‌ای دارد، یعنی افزایش مقادیر پارامترهای شکست همواره صعودی نیست .طوریکه بعد از نقطه‌ی بهینه‌ی کاهش بیشتر دما، مقادیر پارامترهای مقاومت به شکست ماده، سیر نزولی پیدا می‌کند .برای نمونه‌های اتصال چسبی بدون ترک نتایج نشان داد که با کاهش دما استحکام کششی اتصال تقریبا ثابت می‌ماند اما استحکام برشی افزایش شدیدی را تجربه می‌کند .برای تعیین مکانیزم شکست اتصالات چسبی در دماهای مختلف، سطوح شکست با استفاده از دو روش ماکروسکوپیک و میکروسکوپ الکترونی روبشی آنالیز شدند و در هر مورد نوع مکانیزم شکست تحلیل گردید .با استفاده از مدلسازی عددی مسئله اتصال چسبی، مقادیر توابع بی‌بعد ضرایب شدت تنش با کاهش دما تعیین شد .وابستگی توابع بی‌بعد ضرایب شدت تنش به دما و زاویه‌ی اعمال بارگذاری به اتصال چسبی و همچنین نسبت طول ترک تحلیل گردید و نتایج به صورت گرافیکی ارائه گردید .و توابع بسته‌ای برای هر مورد با استفاده از برازش منحنی استخراج شد .

متن يادداشت

C. In order to evaluate mechanical behavior of the components, tensile tests were carried out at low temperatures. Results showed that by decreasing the temperature, the ultimate strength, yield strength and elastic modulus have increasing trends. The results of tensile test of epoxy adhesive show that at various temperatures by decreasing the temperature, mechanical properties of the adhesive change significantly. By decreasing the temperature by =100 oC from the room temperature, amounts of yield stress, ultimate strength, and elastic modulus of the adhesive increased by 127 , 111.5 and 32 , respectively. However, the failure strain decreased by 14.3 . For CFRP composite, tensile test results show that by decreasing the temperature by 100 oC from room temperature, elastic modulus in the fiber direction and perpendicular to fiber direction increased by 37.78 and 39.3 , respectively. Moreover, amount of failure strain in the fiber direction and perpendicular to fiber direction decreased by 7 and 13 , respectively. Also, the ultimate strength in the fiber direction and perpendicular to fiber direction decreased to 13.5 and 16.2 , respectively. By decreasing the temperature from room temperature to -80 oC, for mode I and II loadings, amounts of KIC and KIIC of aluminum-aluminum bonded joint increased by 51.4 and 124.5 , and, amounts of KIC and KIIC of aluminum-CFRP bonded joint increased by 74.8 and 45.85 , respectively. In general, by decreasing the temperature, stress intensity factors and energy release rate increase. Although, the increase in mode I, is not considerable, but it is significant in mode II. Fracture tests of the adhesive joints were performed at low temperatures and different loading modes. For Aluminum-Aluminum adhesive joints, the results showed that by decreasing the temperature, critical stress intensity factors and critical strain energy release rates increased. However, the increasing trend in mode I is gentle and in mode II is significant. Non-dimensional stress intensity factors were determined by using finite element method in low temperatures and different loading modes. In order to understand the failure mechanism of adhesive joints, fracture surface of samples was analyzed, which showed that, in mode I, the failure mechanism was of a cohesive type. By decreasing the temperature, the joint became brittle and the fracture surface became smooth. The interfacial failure in mode II revealed that the fracture toughness of the adhesive was greater than that of the interface, which leads to deviation of crack growth path from the interior of the adhesive to the interface. For Aluminum-Composite adhesive joints, the test results indicated that, upon a decrease in temperature, significant changes were observed in AL-CFRP bonded joints. Such changes should be considered in the design of such joints. The finite element model of the bonded joint was constructed in order to extract dimensionless functions of stress intensity factors at lower temperatures. The results showed that a reduction in the temperature down to a particular value contributes to improvement in critical stress intensity factors, while any further reduction in the temperature tends to lower the critical stress intensity factors, and eventually leads to decreased fracture energy absorption capacity of the structure. In the final section, in order to develop a better understanding of the type of behavior exhibited by aluminum-composite bonded joints in the process of fracturing, a study was performed on fracture surfaces and fracture mechanisms via macroscopic and scanning electron microscopic (SEM) analyses. ░In this work, the fracture parameters of the adhesive joints were investigated in the low temperature range. In the first step, a cryogenic refrigerant chamber was made to conduct low temperature tensile and fracture tests. This step made it possible to carry out low temperature experiments up to -150

خط فهرستنویسی و خط اصلی شناسه

ba

عنوان اصلي به زبان ديگر

Experimental and numerical fracture analysis of the adhesive joints of aluminum and CFRP composites in the temperature range of

موضوع مستند نشده

اتصالات چسبی

موضوع مستند نشده

مکانیک شکست

موضوع مستند نشده

دما پایین

اصطلاح موضوعی

Adhesive Joints; Fracture Mechanics; Low Temperatures

اصطلاح موضوعی

اتصالات چسبی- مکانیک شکست- دما پایین

مستند نام اشخاص تاييد نشده

رحمانی، اژدر

مستند نام اشخاص تاييد نشده

چوپانی، نقدعلی، استاد راهنما

مستند نام اشخاص تاييد نشده

یزدانی، مجتبی، استاد راهنما

مستند نام اشخاص تاييد نشده

جلالی وحید، داوود، استاد مشاور

کشور

ایران

تاريخ عمليات

20230812

شماره بازیابی

مکانیک ،۸۰۴۲۷ ،۱۳۹۷

نام ميزبان

ت‌یزوپماک‍ ه‌ب‍ م‌وینیمولآ ی‌بسچ‍ ت‌لااصتا ت‌سکش‍ ی‌ددع‍ و ی‌برجت‍ ل‌یلحت‍ CFRP ی‌یامد ه‌دودحم‍ ردC ░ ۰۶- ات‍C ░ ۵۲+.pdf

شماره دسترسي

عادی

اطلاعات مختصر

عادی

تاريخ و ساعت مذاکره و دسترسي

3666.pdf

تاريخ و ساعت مذاکره و دسترسي

p80427.pdf

بيت در ثانيه

0

ارتباط براي تسهيلات دسترسي

ایمانی

نوع فرمت الکترونيکي

متن

اندازه فايل

0

شماره کنترل رکورد

پ۳۶۶۶

يادداشت عمومي

فارسی

وضعیت فهرست نویسی

نمایه‌سازی قبلی

فرمت انتشار

pe

نوع ماده

TF

کد کاربرگه

92029

پیشوند ISBD اعمال شده است

1

سطح دسترسي

a

تكميل شده

Y