17438

17438

بررسي تجربي تأثير ذرات نانولوله كربني بر رفتار چسبهاي سازهاي تحت بارگذاري خزشي

كارشناسي ارشد

مهندسي هوافضا - سازه

اسفند 1395

دكتر هادي خرمي شاد

مكانيك

امروزه اتصالات چسبي به دليل خواص مناسب مكانيكي كاربردهاي فراواني در صنعت يافته است. از معايب اتصالات ساختهشده از چسبهاي پايه پليمري رفتار خزشي چسبها در دماها و سطوح تنش مختلف است. استفاده از نانولوله كربني براي تقويت چسبها و بهبود رفتار خزشي اتصال تك لبه در اين تحقيق بررسي شده است. در اين تحقيق ابتدا اتصالات تك لبه ساختهشده از چسب خالص، 7 درصد وزني نانولوله / 7 درصد وزني نانولوله كربني و چسب تقويتشده با 9 / چسب تقويتشده با 2 17 و 67 ، كربني تحت آزمون كشش قرار گرفتند تا استحكام نهايي اين اتصالات در دماهاي 47 7 درصد وزني نانولوله كربني / درجه سانتيگراد به دست آيد. استحكام نهايي اتصالات تقويتشده با 2 1/4 ،28/ 17 و 67 درجه به ترتيب 9 ، نسبت به اتصالات ساختهشده از چسب خالص در دماهاي 47 7 درصد وزني نانولوله كربني نسبت به / 23 - درصد تغيير داشته و اتصالات تقويتشده با 9 / و 3 3- و 28 - درصد /9 ، 17 و 67 درجه به ترتيب 6 ، اتصالات ساختهشده از چسب خالص در دماهاي 47 تغييرات داشتهاند. سپس اتصالات ساختهشده در دو سطح تنش 11 و 91 درصد استحكام نهايي همان اتصال تحت آزمون خزش در دو دماي 47 و 17 درجه سانتيگراد قرار گرفتند كه در دماي 7 درصد وزني نانولوله كربني / 47 درجه سانتيگراد و سطح تنش 11 درصد اتصالات تقويتشده با 2 در مقايسه با اتصالات ساختهشده با چسب خالص مقادير جابجايي الاستيك و جابجايي خزشي به 7 درصد وزني نانولوله كربني / 99 - درصد تغيير داشتند. اتصالات تقويتشده با 2 / 12 - و 9 / ترتيب 8 در سطح تنش 11 درصد استحكام نهايي بهترين نتيجه را از خود نشان دادند، يعني جابجايي خزشي در طول مدت زمان آزمون به كمترين ميزان خود رسيد و همچنين جابجايي الاستيك نيز كمترين مقدار را دارا بود و شيب مرحله دوم خزش نيز كاهش مييابد. نتايج اين تحقيق نشان ميدهد تأثير پذيري جابجايي خزشي از عامل سطح تنش در اتصالات تقويت شده با نانولوله كربني افزايش يافته ولي تأثير پذيري جابجايي الاستيك از اين عامل در اتصالات تقويت شده كاهش مييابد. همچنين تأثيرپذيري جابجايي خزشي از عامل دما در اتصالات تقويت شده با نانولوله كربني كاهش مييابد. كلمات كليدي: خزش، اتصالات چسبي، نانولوله كربني، اتصال تكلبه، دما

1396/03/20

1/1/1900 12:00:00 AM

The adhesive joints have many applications in many industries due to their mechanical performance. The disadvantage of joints made of polymer-based adhesive is creep behavior at different temperatures and stress levels. The aim of this study is improving the creep behavior of single lap adhesive joints by using carbon nanotubes. In this study, single lap joint made of neat adhesive, adhesive reinforced with 7,2 wt% carbon nanotube and adhesive reinforced with 7,9wt% carbon nanotubes were tested under tensile loading in order to achieve the ultimate strength of the joints at temperatures of 47, 17 and 67 ° C. The ultimate strengths of the joints reinforced with 7,2 wt% of carbon nanotubes compared to the joints with neat adhesive at temperatures of 47, 17 and 67 degrees, were changed by, 97,1% , 17,28% and -23,88% respectively while The ultimate strengths of the joints reinforced with 7,9 wt% of carbon nanotubes compared to the joints with neat adhesive at temperatures of 47, 17 and 67 degrees, were changed by, 6,74% , -3,18% and -28,71% respectively Then the joints were tested under creep loading with stress levels of 11% and 91% of the ultimate strengths at two temperatures of 47 and 175C. At 47 ° C and stress level of 11% of the ultimate strength, the values of Elastic displacement and creep displacement in joints reinforced with 7,2 wt% of carbon nanotubes compared to the joints made of neat adhesive, were changed by -12,8% and 99,9% respectively. The best improvement of the creep behavior and lowest level of creep and elastic displacement due to adding carbon nanotubes was obtained for the joints reinforced with 7,2 wt% of carbon nanotubes on the 11% of the ultimate strength. Reinforcement of joints with 7,2 wt% of carbon nanotubes also reduced the slope of the second phase of the creep curve. This study shows that in joints reinforced with nanotubes, creep displacement is more affected by changes in surface stress, and less affected by temperature changes. Key words: creep, adhesive joints, carbon nanotubes, single lap joint, temperature