17116

17116

تعيين اثر ضخامت تب هاي انتهايي و هندسه اتصال بر رفتار اتصالات نانوچسبي تك لبه اي در بارگذاري هاي استاتيكي و خستگي

كارشناسي ارشد

طراحي كاربردي

دي 1395

دكتر مجيد رضا آيت اللهي

مكانيك

هدف اصلي اين پايان‌نامه بررسي دو اثر هندسي چسبنده بر روي استحكام اتصالات چسبي تك لبه‌اي است. در پايان‌نامه حاضر اثر ضخامت تب‌هاي انتهايي بر استحكام اتصالات چسبي و همچنين هندسه سطح اتصال سينوسي و زيگزاگي به عنوان جايگزيني مناسب براي اتصالات تك لبه‌اي تخت در بارگذاري‌هاي استاتيكي و خستگي در بررسي شده است. اثر ضخامت تب‌هاي انتهايي بر توزيع تنش‌هاي برشي و پوست‌كني بررسي شده و سپس آزمون‌هاي استاتيكي براي اتصالات چسبي تك لبه‌اي با شش ضخامت تب‌انتهايي و چهار ضخامت طول اتصال به منظور بررسي اثر ضخامت تب انتهايي بر استحكام اتصال چسبي تك لبه‌اي انجام شده است. نتايج نشان دادند كه پارامتر تب‌هاي انتهايي تأثير كمي در توزيع تنش و استحكام اتصالات چسبي تك لبه‌اي دارند. همچنين هندسه سطح سينوسي و زيگزاگي به عنوان جايگزين‌هايي براي هندسه سطح تخت در اتصالات چسبي تك لبه‌اي معرفي شده‌اند. اين اتصالات به دليل قفل مكانيكي بالاتر و ايجاد تنش‌هاي فشاري محلي در لبه‌هاي اتصال باعث كاهش مقادير بيشينه تنش‌هاي برشي و پوست‌كني در لبه‌هاي اتصال و افزايش استحكام اين اتصالات مي‌شود. ابتدا بررسي عددي المان محدود روي توزيع تنش برشي و پوست‌كني در اين اتصالات انجام شد و سپس توزيع تنش‌ها با اتصالات تخت مقايسه شده و پارامترهاي هندسي طول‌موج و ارتفاع موج به منظور دست‌يابي به هندسه ايده‌آل براي موج‌هاي سينوسي و زيگزاگي در اين قسمت بررسي شدند. آزمون‌هاي استاتيكي به منظور مقايسه اتصالات چسبي با هندسه تخت، سينوسي و زيگزاگي با ابعاد مشابه انجام شدند و سپس آزمون‌ خستگي براي اين اتصالات با نسبت بار 1/0 و فركانس 7 هرتز انجام شد. در آزمون‌هاي خستگي پارامتر متغير بيشينه بار (Pmax) است كه اين پارامتر به عنوان درصدي از ميانگين استحكام كششي اتصالات انتخاب شد. آزمون‌هاي استاتيكي بهبود استحكام 49 و 41 درصدي را براي اتصالات سينوسي و زيگزاگي نسبت به اتصالات تك لبه‌اي تخت گزارش دادند. همچنين عمر خستگي اتصالات سينوسي و زيگزاگي بهبود قابل توجهي نسبت به اتصالات تك لبه‌اي از خود نشان داد كه كارايي بالاي اتصالات با هندسه غيرتخت را نشان مي‌دهد. واژه‌هاي كليدي: اتصالات نانو چسبي، ضخامت تب‌هاي انتهايي، پروفيل سطح اتصال سينوسي وزيگزاگي

1396/01/26

1/1/1900 12:00:00 AM

This thesis aims to explain two geometric effects on strength of adhesively bonded single lap joints. In first part of this thesis, effect of end-tab on stress distribution an​d strength of single lap joint has been investigated. In second part of present thesis the role of sinusoid an​d zigzag interface shapes on the load bearing capacity an​d fatigue life of adhesively bonded single lap joints (SLJs) was investigated numerically an​d experimentally. Results of finite element analyses an​d experiments with variable end-tab thicknesses showed that different end-tab thicknesses have negligible effect on load bearing an​d stress distribution of adhesively bonded single lap joints. In second part, Aluminum adherends with wavy interfaces were tested under both quasi-static an​d fatigue loading conditions. The experimental results showed that the non-flat SLJs were indeed much stronger than the conventional flat joints. In order to fully demonstrate the advantage of the non-flat sinusoid an​d zigzag SLJs over the conventional SLJ, comparative fatigue tests with different loading levels were performed to determine the durability performance of the SLJs with non-flat interfaces. A comparison between the static experimental results of both non-flat configurations an​d standard single lap joints showed a strength improvement of up to 40% compared to the conventional single lap joint. The experimental results revealed that the non-flat SLJs had considerably higher fatigue life than the conventional lap joint. Keywords: nano adhesive joints, end-tab thickness effect, sinusoid an​d zigzag interface profile shape