20940

۲۰۹۴۰

تشخيص شل شدگي پيچ در اتصالات كامپوزيتي با استفاده از تست غير‌مخرب

كارشناسي ارشد

هوا فضا - سازه هاي هوايي

۱۳۹۵-۱۳۹۸

۱۳۹۸/۰۴/۲۴

دكتر مير سعيد صفي زاده

مكانيك

اتصالات مكانيكي بيشترين روش مورد استفاده براي اتصال ساختارهاي كامپوزيتي در صنعت هوافضا مي‌باشد. در اين ميان اتصالات پيچي به دليل امكان باز و بسته كردن، قابليت اعتماد بالا و ظرفيت بالاي تحمل بار، بيشتر مورد توجه مي‌باشند. شرايط مختلف بارگذاري اين اتصالات مي‌تواند منجر به شل‌شدن آن‌ها شود. تشخيص شل‌شدگي پيچ در مراحل اوليه آن براي جلوگيري از نارسايي بيشتر سيستم و افزايش قابليت اطمينان آن امري لازم و ضروري است. لذا انجام تحقيقات جهت دستيابي به روش‌هاي متنوع غيرمخرب بازرسي اين گونه اتصالات مورد توجه ويژه قرار دارد. در راستاي گسترش اين روش‌ها، در اين پژوهش در خصوص تشخيص شل‌شدگي اتصال پيچي تيرهاي كامپوزيتي با استفاده از روش دمانگاري ارتعاشي تحقيق شده است. تحقيق برروي يك اتصال لب‌به‌لب تك پيچ، با دو نمونه تيراز جنس كربن / اپوكسي و شيشه / اپوكسي انجام گرفت كه توسط يك محرك ارتعاشي، تحريك شده‌اند.همزمان تشعشعات حرارتي سطح خارجي اتصال توسط دوربين دمانگاري ذخيره شده‌است. ابتدا شبيه‌سازي المان محدود اتصال‌پيچي به منظور تعيين پارامترهاي تست شامل‌: فركانس تحريك، دامنه تحريك، دماي سطحي قطعه كامپوزيتي تحت سفتي‌هاي مختلف اتصال پيچي، براي هر يك از نمونه‌هاي كربن اپوكسي و شيشه اپوكسي انجام گرفته است. نتايج شبيه‌سازي، تخميني از افزايش دما در ناحيه اتصال پيچي قطعه كامپوزيتي تحت اثر ارتعاش اجباري را فراهم مي‌آورد كه با توجه به حساسيت دوربين ترموگرافي امكان تشخيص شل‌شدگي اتصال پيچي، در حالت‌هاي مختلف را ارزيابي مي‌نمايد. سپس قطعات نمونه ساخته‌شده و تحت آزمايش ترموگرافي ارتعاشي قرار گرفته و در چندين مرحله با اعمال گشتاور‌هاي مختلف به پيچ و تحريك قطعه با شيكر در فركانس و دامنه به‌دست آمده از شبيه‌سازي، تصاوير ترموگرام قطعه توسط دوربين ثبت شده است. با انجام پس‌پردازش بر روي اين تصاوير، نتايج دماي سطحي قطعات در شرايط مختلف سفتي پيچ به‌دست آمده و با نتايج شبيه‌سازي مقايسه شده‌اند. نتايج اين پژوهش نشان مي‌دهد كه با كاهش گشتاور اعمالي به اتصال پيچي در كامپوزيت‌ها، مقادير RMS سيگنال شدت نور داده‌هاي ذخيره شده توسط دوربين دمانگاري، افزايش مي‌يابد. با توجه به اينكه كاهش گشتاور اعمالي به پيچ متناظر با فرآيند شل‌شدگي اتصال مي‌باشد، مي‌توان عنوان نمود كه افزايش مقاديرRMS مبين شل‌شدگي اتصال در صفحات كامپوزيتي مي‌باشد. همچنين نتايج آزمون تجربي با نتايج شبيه‌سازي عددي هم خواني دارد.

1398/05/18

7/14/2020 12:00:00 AM