21439

21439

بررسي رفتار مكانيكي اتصال چسبي تك لبه اي تقويت شده با سيم هاي آلياژ حافظه دار

كارشناسي ارشد

طراحي كاريردي - طراحي جامدات

1395

1398/6/24

دكتر هادي خرمي شاد

مكانيك

امروزه با توجه به خواص قابل‌توجهي كه آلياژهاي حافظه دار از خود نشان مي‌دهند استفاده از اين مواد به عنوان بهبود دهنده‌ي خواص مكانيكي در صنايع مختلفي همچون صنعت هوافضا و علوم پزشكي روز به روز در حال افزايش ميباشد، همچنين با افزايش استفاده از اتصالات چسبي بحث مربوط به افرايش استحكام و بهبود خواص مكانيكي اين نوع اتصالات از اهميت بالايي برخوردار است. در اين تحقيق سعي شده است با تقويت لايه چسب اتصالات چسبي تك لبه به وسيله‌ي سيم هايي از جنس آلومينيوم و نيتينول سوپرالاستيك خواص مكانيكي اين نوع اتصالات از جمله استحكام برشي آن‌ها افزايش پيدا كند و همچنين مزيت استفاده از سيم‌هاي نيتينول مورد ارزيابي قرار بگيرد. به منظور رسيدن به اين هدف از دو نوع چسبنده آلومينيومي و كامپوزيتي ساخته شده از الياف شيشه و رزين استفاده شد. در مرحله اول تست ها با چسبنده هاي كامپوزيتي انجام گرفت و براي تعيين ميزان تاثير ورود سيم ها ابتدا نمونه‌هاي بدون حضور سيم تحت تست كشش قرار گرفت و سپس سه نوع نمونه با 3 ، 6 و 9 عدد سيم آلومينيومي و نيتينولي مورد آزمايش قرار گرفتند. در مرحله دوم نيز همين مراحل براي چسبنده‌ي آلومينيومي انجام شد. با بررسي و تحليل نتايج بدست آمده از تست هاي كشش اتصالات كامپوزيتي مشخص گرديد كه ورود سيم‌ها صرف نظر از نوع آن‌ها تاثير قابل توجهي بر روي استحكام برشي اين نوع اتصالات نمي‌گذارد و بيشترين افزايش خواص در حالتي كه 9 سيم درون لايه چسب حضور داشت تنها برابر با 11 درصد بود. دليل اين عدم تاثيرگذاري آن بود كه نوع مكانيزم شكست در اين اتصالات به گونه‌اي رخ مي‌داد كه ترك از لايه چسب عبور نمي‌كرد و در لايه هاي چسبنده كامپوزيتي رشد مي‌نمود و باعث جداشدن لايه‌هاي بالايي آن مي‌گرديد و در عمل تاثير حضور سيم‌ها در لايه چسب ديده نمي‌شد. برخلاف اتصالات كامپوزيتي، نتايج بدست آمده از اتصالات با چسبنده آلومينيومي بسيار قابل توجه بود به صورتي كه استحكام برشي اتصالات تقويت شده با 3 ، 6 و 9 سيم آلومينيومي به ترتيب تقريبا 10 ، 24 و 39 درصد افزايش پيدا كرد و اتصالات تقويت شده با 3 ، 6 و 9 سيم نيتينولي به ترتيب تقريبا 17 ، 42 و 66 درصد افزايش استحكام پيدا نمودند. دليل اصلي افزايش اين استحكام را مي توان افزايش چقرمگي لايه چسب، جلوگيري از رشد ترك در لايه چسب و همچنين جذب انرژي و بارپذيري سيم‌ها در فرآيند بارگذاري دانست.

1398/09/24

Investigation of the mechanical behavior of single lap adhesive joints reinforced with shape memory alloy wires

9/14/2020 12:00:00 AM

Nowadays due to the special properties of shape memory alloys, the use of these materials as mechanical properties enhancers in various industries such as aerospace and medical sciences is increasing every day. Also with the increasing applications of adhesive joints, the discussion of increasing strength and improving the mechanical properties of these joints is great importance. In this study, we have tried to strengthen the adhesive layer of single lap joints by aluminum and nitinol superlasticity wires to increase the mechanical properties of these joints especially their shear strength. To achieve this goal, two types of fiberglass composite and aluminum substrate were used. In the first state, the tests were performed with composite substrate. Tensile tests were performed to determine the effect of insertion of the wires, Then three types of samples were tested with 3, 6 and 9 number of aluminum and nitinol wires. In the second step, the same procedure was followed for aluminum substrate. By analyzing the results of the tensile tests of the composite joints, it was found that the insertion of the wires did not significantly affect on the shear strength of these joints, regardless of their type. The highest increase in properties is happened when there were 9 wires in the adhesive layer was only 11%. The reason for this ineffectiveness was the type of failure mechanism in these joints. Because the crack would not pass through the adhesive layer and it was growing on composite substrate layers, Such that the top layers were separated from the substrate. The results obtained from aluminum bonding fittings were remarkable. The shear strength of samples with 3, 6, and 9 number of aluminum wires increased by approximately 10, 24 and 39%, respectively, And reinforced joints with 3, 6 and 9 nitinol wires increased by approximately 17, 42 and 66%, respectively. The main reason for this increase in strength is the increase in adhesion layer toughness, the prevention of crack growth in the adhesive layer and the energy absorption and loadability of the wires in the loading process.

بررسي رفتار مكانيكي اتصال چسبي تك لبه اي تقويت شده با سيم هاي آلياژ حافظه دار

Investigation of the mechanical behavior of single lap adhesive joints reinforced with shape memory alloy wires