19355

۱۹۳۵۵

مدلسازي اتصالات پيچي در كامپوزيت¬هاي پليمري تحت بارهاي عمود برصفحه

كارشناسي ارشد

طراحي كاربردي - مكانيك جامدات

۹۶-۹۷

۱۳۹۷/۰۶/۳۱

دكتر فتح الله طاهري

مكانيك

ساخت يكپارچه‌ي سازه¬ها به علت مشكلات نصب، پيچيدگي هندسي و مانند آن با سختي‌هاي زيادي همراه است و استفاده از اتصالات را اجتناب ناپذير مي‌كند. اتصالات يكي از نقاط بحراني ساختارها محسوب مي‌شود لذا امروزه از كامپوزيت‌ها در كنار فلزات در طراحي ساختارهاي پيچيده به دليل سفتي، استحكام و انعطافپذيريشان استفاده مي¬شود. در اين پژوهش بررسي بارهاي كششي عمود بر صفحه كه موجب تخريب اتصالات پيچي در صفحات ساندويچي كامپوزيتي مي‌شوند، مورد مطالعه قرار گرفته است. بدين منظور در ابتدا به معرفي كلي كامپوزيت‌ها و انواع اتصالات آن پرداخته شد‌. سپس اتصال مذكور با تغيير قطر فيكسچر سر پيچ تحت بار گذاري شبه استاتيكي و ديناميكي مورد آزمايش تجربي قرار گرفته است و با استفاده از نرم‌افزار المان محدود آباكوس نتايج تجربي با نتايج عددي مقايسه گرديد. پس از آن به بررسي تأثير عواملي همچون تغيير ضخامت چندلايه‌ي كامپوزيتي، اصطكاك و اضافه شدن واشر به اتصال پيچي مدل‌سازي شده و به بررسي مد خرابي و نمودار نيرو-جابجايي پرداخته شده است. نتايج تجربي تحقيق نشان داده است كه افزايش قطر سوراخ فيكسچر سر پيچ باعت افزايش بار و جابجايي مي¬شود و همچنين نيروي تحمل اتصال تحت بارگذاري استاتيكي بيشتر از حالت ديناميكي مي باشد. همچنين بر اساس تحليل تجربي مشخص گرديد افزايش ضخامت موجب بيشتر شدن بار زير‌بحراني اوليه شده و شروع خرابي در جابجايي‌هاي كوچك‌تري اتفاق مي‌افتد. همچنين وجود واشر باعث مي¬شود توزيع تنش پراكنده‌تر شده و بار زيربحراني اوليه افزايش يابد.

1397/07/04

Numerical Investigation of Pull-Through Damage in Bolted Composite Joints

9/26/2018 12:00:00 AM

Unified structure manufacturing is extremely difficult due to installation challenges, geometric complexities and various other problems, therefore one cannot always refrain from employing joints. Yet, joints are considered to be critical points, therefore composites, thanks to their stiffness, strength and flexibility, are used alongside metals in Complex structures. The present study is focused on pull-through loadings, which damage bolted joints in composite planes. To this end, we discussed composites and various joint types, then each joint type is modeled and simulated in ABAQUS, a finite element software, under static loads and various damage theories including maximum stress, maximum strain, etc. are explained. Afterwards, we investigated the effects of various factors, such as variations in the thickness of multiple composite layers, friction and addition of washers to the bolted joints, on damages and force-displacement graphs and carried out a comparison between these factors. The obtained results showed with an increasement in composite thickness cause more initial sub-critical failure load. In addition it was found that initial damage occure at lower displacement. Also washer disperse stress distribution and increase initial sub-critical failure load. Sandwich specimen consistes of carbon/epoxy skins and foam core are manufactured and tested to verify numerical simulation experimental finding are in acceptable correlation with numerical simulation results.