26289

تاثير الياف طبيعي نخل خرما بر استحكام ضربه اي اتصالات چسبي تك لبه اي

كارشناسي ارشد

مهندسي مكانيك - ساخت و توليد - شكل دهي

1398

1400/12/17

جناب آقاي دكتر مجيد رضا آيت اللهي

مهندسي مكانيك

اتصالات چسبي به دليل مزاياي متعدد امروزه در صنايع مختلفي كاربرد دارد. اين نوع اتصالات ممكن است در طول سرويس دهي تحت بارگذاري هاي متفاوت استاتيكي، خستگي و يا ضربه قرار گيرند. محققان زيادي تلاش كرده اند تا با افزودن ذرات مختلف به لايه چسب، عملكرد اتصالات چسبي را بهبود ببخشند. با اين حال همچنان ابهاماتي در اين زمينه وجود دارد. بدين منظور در اين تحقيق رفتار اتصالات چسبي تحت بارگذاري ضربه اي كه يكي از بارگذاري هاي متداول در اتصالات واقعي است، مورد بررسي قرار گرفت. به منظور تقويت لايه چسب، الياف طبيعي حاصل از بخش هاي مختلف درخت نخل خرما استفاده شد. براي اين منظور ابتدا استحكام استاتيكي و سپس استحكام اتصالات تك لبه اي بدون افزودني و با افزودني الياف طبيعي نخل خرما به مقدار 2 و 5 درصد وزني، تحت بارگذاري ضربه مورد بررسي قرار گرفتند. سپس با استفاده از دستگاه سقوط وزنه، عمر خستگي تمامي اتصالات در سطوح انرژي مختلف حاصل شدند و در نهايت استحكام باقي مانده اتصالات پس از تحمل تعداد معيني ضربه مورد ارزيابي قرار گرفتند و سطوح شكست بررسي شدند. نتايج نشان داد كه در حالت استاتيكي، اتصالات بهبود يافته با 2 درصد وزني الياف، بهبود بيشتري نسبت به اتصالات بهبود يافته با 5 درصد وزني الياف داشتند. همچنين با مقايسه نتايج حاصل از عمرضربه اي اتصالات و مجموع انرژي جذب شده توسط آن ها تحت ضربه، نتيجه مي شود كه عمر ضربه اي اتصالات بهبود يافته با 5 درصد وزني الياف، افزايش بيشتري نسبت به اتصالات بهبود يافته با 2 درصد وزني الياف داشتند. اين بهبود در سطوح انرژي پايين تر چشم گيرتر است. با توجه به آزمون استحكام باقي مانده مي توان بيان كرد كه هرچه تعداد ضربه ها بيشتر باشد، استحكام ضربه اي اتصالات كاهش بيشتري خواهند يافت و اين كاهش استحكام براي اتصالات بدون افزودني بيشتر است. به عنوان مثال كاهش استحكام براي اتصالات بدون الياف درحالتي كه 25 ضربه با انرژي هر ضربه 10 ژول به آن ها وارد شد، حدود 44 درصد است. در حالي كه اين كاهش استحكام براي اتصالات بهبود يافته با الياف شاخه به ميزان 2 درصد وزني در ضربه و انرژي مشابه برابر 20 درصد است. همچنين درسطوح شكست اتصالات تحت بار ضربه، جوانه هاي ترك پديدار است كه همين امر شكست اتصالات را تسريع مي كند.

1401/01/15

The effect of natural palm fibers on the impact strength of single lap adhesive joints

3/8/2023 12:00:00 AM

Adhesive joints are used in various industries today because of their advantages. These types of joints may be experience different static loads, fatigue or impact during their service. Many researchers have tried to improve the performance of adhesive joints by adding different particles to the adhesive layer. However, there are still ambiguities in this case. For this purpose, in this study, the behavior of adhesive joints under impact loading, which is one of the common loads in real situation, was investigated. In order to strengthen the adhesive layer, natural fibers from different parts of the date palm tree were used. For this purpose, first the static strength and then the impact strength of single lap joints without additive and with the addition of date palm fibers in the amount of 2 and 5% weight ratios were investigated. Then, by using a drop weight machine, the impact fatigue life of all joints at different energy levels were measured, and finally the residual strength of the joints after withstanding a certain number of impacts were evaluated and the fracture surfaces were checked out. The results showed that in the static state, the improved joints with 2 wt% by additive had a greater improvement than the improved joints with 5wt% of fibers. Also, by comparing the results of impact tests of the joints and the total energy absorbed by them under impact, it is concluded that the impact fatigue life of the improved joints with 5 wt% of fibers are more than the improved joints with 2 wt%. This improvement is more appeared at lower energy levels. According to the residual strength test, it can be stated that if the number of impacts increase, the strength of the joints decrease more, and this reduction is more for the joints without additives. For example, the reduction in strength for free fiber joints is about 44% under 25 impacts with an energy of 10 J per impact, while the strength reduction for the 2wt% of improved Rachis fibers joints under the same impacts and energy is 20%. Cracks also appear at the fracture surfaces under impact loads, which accelerates the failure of the joints.

الياف طبيعي نخل خرما , استحكام باقيمانده , اتصالات چسبي , ضربه تكرار شونده , استحكام ضربه اي

Natural date palm fiber , Residual strength , Adhesive joints , Impact fatigue , Impact strength

Seyyedeh Maryam Miri

Dr. Majid Reza Ayatollahi