به همت محققان دانشگاه بیرجند انجام شد؛

مطالعه تجربی و عددی استحکام اتصال لبه‌ای مدرج هدفمند چسبی، پیچی و ترکیبی کامپوزیت ـ ‏آلومینیوم

۲۹ شهریور ۱۳۹۹ | ۱۲:۳۷ کد : ۵۷۰۳۳ دستاوردهای دانشگاه ها
تعداد بازدید:۵۳۶
محققان دانشگاه بیرجند در تازه ترین پژوهش خود با عنوان «مطالعه ‏تجربی و عددی استحکام اتصال لبه‌ای مدرج هدفمند چسبی، پیچی و ترکیبی کامپوزیت ـ ‏آلومینیوم» به بهترین درجه‌بندی خواص در هم‌پوشانی جهت بیشینه ‏نمودن استحکام برشی اتصال چسبی تک‌لبه‌ای شدند.
مطالعه تجربی و عددی استحکام اتصال لبه‌ای مدرج هدفمند چسبی، پیچی و ترکیبی کامپوزیت ـ ‏آلومینیوم

به گزارش اداره کل روابط عمومی وزارت علوم به نقل از دانشگاه بیرجند، جلسه دفاع از رساله دکتری علیرضا ‏دادیان دانشجوی رشته مهندسی مکانیک گرایش طراحی کاربردی با عنوان "مطالعه تجربی و ‏عددی استحکام اتصال لبه ای مدرج هدفمند چسبی، پیچی و ترکیبی کامپوزیت-آلومینیم" به ‏صورت مجازی برگزار شد.‏
در توضیح این پژوهش آمده است؛ شکست در اتصالات چسبی معمولاً نتیجه توزیع ‏غیریکنواخت تنش و کرنش است که با مقادیر بیشینه نزدیک دو انتهای هم‌پوشانی مشاهده ‏می‌شود و نواحی میانی اتصال به‌خوبی عمل نمی‌کنند. ازطرفی در اتصال دو ماده مختلف، ‏میدان‌های تنش نامتقارن هستند و درنتیجه درجه‌بندی بهینه خواص چسب، متقارن نخواهد ‏بود.
هدف اصلی این پژوهش، دستیابی به بهترین درجه‌بندی خواص در هم‌پوشانی جهت بیشینه ‏نمودن استحکام برشی اتصال چسبی تک‌لبه‌ای می‌باشد. همچنین تاثیر افزودن لاستیک مایع بر ‏خواص مکانیکی و چقرمگی شکست اپوکسی طی چهار آزمایش کشش، برش و انرژی شکست ‏مود ۱ و ۲ برای پنج چسب مورد نظر بررسی شده است.‏
در این پژوهش، ابتدا اتصالات تک‌چسبه با خط پیوند همگن و سپس اتصالات مدرج متقارن با ‏باندهای مساوی تحلیل می‌شود. برای پیش‌بینی استحکام اتصال و شکست، از مدل‌سازی ناحیه ‏چسبناک استفاده می‌شود. چقرمه نمودن چسب با لاستیک مایع، استفاده از چسب‌های ‏انعطاف‌پذیر در دو انتهای هم‌پوشانی، افزایش تعداد باندها، درجه‌بندی متقارن، افزودن چسب با ‏خواص میانی بین دو چسب مجاور و در نهایت بهینه‌سازی توزیع خواص چسب در ناحیه ‏اتصال با استفاده از توزیع تنش برشی، اثرات مثبتی در اصلاح میدان تنش، حذف نیروهای ‏غیربرشی، تغییر مود شکست و تاخیر در شکست اتصالات چسبی دارند.
انطباق نتایج تجربی و ‏عددی از استحکام اتصال نمونه‌های چسبی و همچنین مقایسه توزیع تنش برشی و مود شکست ‏نمونه‌ها، صحت مدل ارائه شده را نشان می‌دهند. با درجه‌بندی متقارن هم‌پوشانی، توزیع تنش ‏برشی یکنواخت‌تر شده و بار شکست در مقایسه با نمونه پایه (با نیروی شکست ‏kN‏15) در ‏بهترین حالت ۲۰۶% افزایشی افته است.
در خط پیوند مدرج بهینه، تمرکز تنش در دو انتها ‏اصلاح شده، توزیع تنش برشی تقریباً متقارن شده، نواحی میانی اتصال به‌خوبی عمل کرده و ‏مود شکست تغییر کرده است. درنتیجه افزایش قابل توجهی در استحکام برشی، به‌میزان ۲۹۹% ‏برای اتصالات مدرج هدفمند بهینه با پنج چسب به‌دست آمده است. همچنین استحکام اتصال ‏ترکیبی چسبی-پیچی مدرج بهینه نسبت به اتصال ترکیبی چسبی- پیچی چسب خالص، ۱۸۱% ‏افزایش یافته است.‏
یک مقاله ‏ISI‏ و دو مقاله علمی پژوهشی و یک مقاله کنفرانسی از این رساله استخراج شده است.‏
س.س ۵۱/ ل.م ۵۴


( ۲ )