شبیه‌سازی و بهبود استحکام و عمر خستگی اتصال چسبی تک لبه‌ای با بکارگیری مدل ناحیه چسبناک تضعیف‌شونده چرخه‌ای

Abstract

این پژوهش قصد دارد تا استحکام و سفتی استاتیکی و عمر خستگی اتصال چسبی تک لبه‌ای را با استفاده از مدل ناحیه چسبناک، تحت شرایط هندسی مختلف مورد ارزیابی قرار دهد. برای این منظور در شبیه‌سازی لایه چسب از مدل ناحیه چسبناک دو خطی بهره برده شده به نحوی که طی بارگذاری مود ترکیبی رفتار شکست چسب در مود III با رفتار شکست آن در مود II یکسان در نظر گرفته شده است. در ادامه، برای مدل‌سازی آسیبِ خستگی از زیر روال‌نویسیِ یو. اس. دی. اف. ال. دی. جهت شبیه‌سازی آسیب خستگی در لایه چسب در نرم افزار آباکوس استفاده گردیده است. به منظور اعتبارسنجی شبیه‌سازی، نتایج عددی استحکام و سفتی استاتیکی و همچنین عمر خستگی با نتایج تجربی موجود در مراجع صحه‌گذاری شده و درنهایت این پژوهش به بررسی اثر پارامترهای طول ناحیه هم‌پوشانی، ضخامت چسبنده‌ها و پَخ‌ دار کردن چسبنده‌ها در ناحیه هم‌پوشانی پرداخته است. نتایج نشان می‌دهد که افزایش طول ناحیه هم‌پوشانی سبب افزایش استحکام استاتیکی و عمر خستگی اتصال می‌گردد. همچنین افزایش ضخامت چسبنده‌ها با اینکه عمر خستگی اتصال را افزایش می‌دهد اما به جهت تغییر در مودهای بارگذاری، با استحکام استاتیکی رابطه مستقیم ندارد. پَخ دار کردن چسبنده‌ها نیز به واسطه چرخش سازگارتر ناحیه اتصال، تاثیر مثبتی بر افزایش استحکام و عمر خستگی از خود بر جای می‌گذارد. بنابراین در طراحی یک اتصال تک لبه‌ای، بهره بردن از طول ناحیه هم‌پوشانی و ضخامت بیشتر در کنار استفاده از تکنیک پَخ زنیِ چسبنده‌ها می‌تواند استحکام و عمر خستگی آن را تا بیشترین حد ارتقا دهد.