شماره ركورد
33174
پديد آورنده
اميرحسين روحي
عنوان
مشخصهيابي شكست اتصالات چسبي تحت بارگذاري مود لغزشي با استفاده از آزمونهاي خمش سه نقطهاي و روش مبتني بر نرمي نمونه
مقطع تحصيلي
كارشناسي ارشد
رشته تحصيلي
مهندسي مكانيك- طراحي كاربردي
سال تحصيل
1401
تاريخ دفاع
1403/12/19
استاد راهنما
هادي خرمي شاد
استاد مشاور
/
دانشكده
مهندسي مكانيك
چكيده
با توجه به رشد روز افزون استفاده از اتصالات چسبي نياز به وجود روشي بهينه كه آزمونهايي كمهزينه، دقيق و آسان، براي بررسي شكست در اين نوع اتصالات را فراهم كند بيش از پيش ديده ميشود. آزمونهاي موجود براي بررسي رفتار شكست اتصالات چسبي مانند آزمون تير دولبه يكسر درگير (DCB) و آزمون خمش با شكاف انتهايي (ENF) داراي معايب متعددي هستند از جمله اين معايب ميتوان هزينه بالاي آزمون، رفتار غير خطي، اندازه زياد نمونه، رشد ناپايدار ترك، نظارت دشوار بر رشد ترك به دليل عدم بازشدگي و جابهجايي (لغزش بين دو سطح) اندك در طول فرآيند شكست، وجود اصطكاك بين سطوح ترك، تسليم شدن زود هنگام چسبنده و پيچيدگي آزمايشها را نام برد. همچنين، اين آزمونها قابليت پوشش دادن تمامي نسبتهاي اختلاط مود را ندارند. از اين رو در اين پژوهش براي اولين بار به مشخصهيابي شكست اتصالات چسبي آزمون تير خمش كوتاه (SBB) تحت بارگذاري مود لغزشي با استفاده از روش مبتني بر نرمي تير (CBBM) پرداخته شده است. نمونه SBB داراي هندسه ساده و بدون پيچيدگي، تجهيزات آزمايشگاهي ساده و هزينه ساخت كم ميباشد كه با تغيير محل قرارگيري تكيهگاه آن ميتوان تمام نسبتهاي اختلاط مود را پوشش داد. براي اطمينان از صحت روابط بهدست آمده براي آزمون SBB با استفاده از چسب و چسبندههاي مشابه، نمونههاي ENF و SBB ساخته و تحت آزمون مود 2 شكست قرار گرفتند. انرژي شكست با استفاده از روابط مبتني بر نرمي نمونه (CBBM) براي آزمون ENF و SBB بهدست آمده و با يكديگر مقايسه شدند. انطباق خوبي بين نمونه جديد و روش هاي كلاسيك اندازه گيري انرژي مشاهده مي شود (اختلاف انرژي شكست به دست آمده حدود 8/9 درصد ميباشد). در آخر براي بررسي محاسبات انجام شده، آزمونهاي ENF و SBB با استفاده از نرمافزار Abaqus، شبيهسازي شده و با استفاده از يك روش غيرمستقيم پارامترهاي قوانين كشش-جدايش به عنوان پارامترهاي ورودي به نرمافزار تعيين شدند. پس از انجام شبيهسازي نمودار بار-جابهجايي به عنوان خروجي از نرمافزار دريافت شده و مشاهده ميشود كه تطابق مناسبي بين نمودارهاي بار-جابهجايي تجربي و عددي وجود دارد.
تاريخ ورود اطلاعات
1403/12/28
عنوان به انگليسي
Fracture characterization of adhesive joints under sliding mode loading using three-point bending tests and compliance-based beam method
تاريخ بهره برداري
3/9/2026 12:00:00 AM
دانشجوي وارد كننده اطلاعات
اميرحسين روحي
چكيده به لاتين
With the growing use of adhesive joints, the need for an optimized method that provides low-cost, accurate, and simple tests to evaluate failure in these joints has become increasingly evident. Existing tests for analyzing the fracture behavior of adhesive joints, such as the Double Cantilever Beam (DCB) test and the End-Notched Flexure (ENF) test, have several disadvantages. These include high testing costs, nonlinear behavior, large specimen sizes, unstable crack growth, difficulty in monitoring crack propagation due to minimal crack opening and displacement (sliding between two surfaces) during the fracture process, friction between crack surfaces, premature adhesive failure, and the complexity of the tests. Additionally, these tests do not cover all mode mixity ratios. Therefore, in this study, for the first time, the fracture characterization of adhesive joints was investigated using the Short Beam Bending (SBB) test under shear-dominated loading, employing the Compliance-Based Beam Method (CBBM). The SBB specimen has a simple and uncomplicated geometry, low manufacturing costs, and requires basic laboratory equipment. By adjusting the position of the supports, all mode mixity ratios can be covered. To ensure the accuracy of the derived formulations for the SBB test, ENF and SBB specimens were fabricated and tested under Mode II fracture loading using the same adhesive and adherends. The fracture energy was calculated using the compliance-based method (CBBM) for both the ENF and SBB tests and compared. A good agreement was observed between the new specimen and classical energy measurement methods, with a fracture energy difference of about 8.9%. Finally, to validate the calculations, ENF and SBB tests were simulated using Abaqus software. The traction-separation law parameters were determined as input parameters using an indirect method. After the simulations, the load-displacement curves were obtained from the software, showing a strong correlation between the experimental and numerical load-displacement curves.
كليدواژه هاي فارسي
اتصالات چسبي , آزمون شكست , مود دو شكست , نرخ آزادسازي انرژي كرنشي , مدل ناحيه چسبنده
كليدواژه هاي لاتين
Adhesive joints , Fracture test , Fracture Mode 2 , strain energy release rate , Cohesive Zone Model
Author
Amir Hossein Roohi
SuperVisor
Dr.Hadi Khorrami Shad