28933

بررسي عددي و تجربي براي معرفي يك قطعه آزمايشگاهي جديد جهت اندازه‌گيري انرژي شكست مود تركيبي I/II در اتصالات چسبي

كارشناسي ارشد

مهندسي مكانيك، مهندسي خودرو، سازه و بدنه خودرو

1399

1402/3/31

حامد سعيدي گوگرچين

مهندسي خودرو

در سال‌هاي اخير، از اتصالات چسبي به عنوان يكي از متداول‌ترين روش‌هاي اتصال در صنايع پيشرفته نام برده مي‌شود. اين امتياز به جهت ويژگي‌هاي مطلوب اين نوع اتصال همچون اتصال هر نوع ماده غيرمشابه، استحكام خوب، وزن كمتر و مونتاژ ساده‌تر نسبت به اتصالات مكانيكي همچون جوش، پيچ و پرچ است. پژوهشگران متعددي با استفاده از مفاهيم مكانيك شكست و آسيب، به مطالعه و بررسي رفتار اين نوع از اتصالات پرداخته‌اند. نرخ آزادسازي انرژي بحراني يكي از مهم‌ترين پارامترها در اين مطالعات مي‌باشد. در كاربردهاي واقعي، اتصالات چسبي شرايط بارگذاري پيچيده‌اي را تجربه مي‌كنند و شكست اتصال به صورت تركيبي (يعني كششي/برشي) صورت مي‌گيرد. در اين راستا دانستن مقادير نرخ آزادسازي انرژي بحراني حالت تركيبي لايه چسب نقش مهمي ايفا مي‌كند كه بايد با استفاده از روش‌هاي عددي و تجربي با دقت مناسبي تعيين شود. تاكنون نمونه‌هاي آزمايشگاهي با ساختار و شرايط بارگذاري متفاوت براي بررسي رفتار ترك خوردگي و انرژي شكست اتصالات چسبي تحت بارگذاري حالت تركيبي پيشنهاد شده‌اند، اما برخي از آن‌ها محدوديت‌هايي نسبت به اجراي عملي دارند. هدف از پايان‌نامه پيش‌رو، معرفي يك قطعه آزمايشگاهي جديد جهت تعيين انرژي شكست در اتصالات چسبي تحت بارگذاري مود تركيبي I/II مي‌باشد. قطعه معرفي‌شده از دو تير مستطيلي‌شكل تشكيل شده است كه توسط لايه‌اي از چسب انعطاف‌پذير كه در ميان آن ترك لبه‌اي تعبيه شده، به يكديگر متصل شده‌ و تحت بار خمشي چهار‌نقطه قرار مي‌گيرد. در ابتدا با توجه به ابعاد پيشنهادي براي قطعه، با فرض تنش صفحه‌اي و الاستيك خطي، نمونه به‌صورت دوبعدي در نرم‌افزار اجزاي محدود اباكوس مدلسازي مي‌گردد و پارامتر ضريب بي‌بعد هندسي اين نمونه بدست مي‌آيد. سپس با ساخت نمونه آزمايشگاهي و انجام تست شكست، با توجه به بررسي عددي نمونه و روابط تحليلي موجود، پارامترهاي ضريب شدت تنش و نرخ آزادسازي انرژي كرنشي نمونه بدست آمده و با نتايج مقالات معتبر صحه‌گذاري مي‌گردد.

1402/08/03

Numerical and experimental study to introduce a novel test specimen to measure the mixed-mode I/II fracture energy in adhesive joints

6/20/2024 12:00:00 AM

Due to the increasing demand of advanced industries for adhesive joints, there is still a need for specimens to measure the fracture energy of these joints in different loading conditions that can cause tensile and shear stresses in the adhesive layer simultaneously. The aim of the upcoming thesis is to introduce a new specimen to determine the fracture energy in adhesive joints under mixed-mode I/II loading. The introduced specimen consists of two rectangular beams that are connected by a layer of ductile adhesive and are subjected to a four-point bending load. At first, according to the dimensions proposed for the part, assuming plane stress and linear elastic fracture mechanic method, the specimen was modeled in two-dimensional form in the finite element software Abaqus and the parameters of the geometric dimensionless coefficients of this specimen were obtained. Then, by making a laboratory sample and performing a failure test, according to the finite element analysis and existing analytical relationships, the parameters of the stress intensity coefficient and the strain energy release rate of the sample were obtained and validated with the valid results of scientific articles.

اتصالات چسبي , مكانيك شكست الاستيك خطي , انرژي شكست , مود تركيبي I/II

Adhesive joints , Linear elastic fracture mechanic, , Fracture energy, , mixed-mode I/II

ghazal talebi sanami

hamed saeedi gogarchin