بررسی تجربی تأثیر وصله نانو کامپوزیتی مستطیلی و Hشکل بر خواص کششی نمونه‌های ترمیم شده آلیاژ آلومینیوم 5251

Abstract

جوانه‌زنی و رشد ترک در قطعات و سازه‌های مهندسی یک امر اجتناب‌ناپذیر است. تعویض قطعه یا قسمتی از آن که دچار آسیب شده، ساده‌ترین راه برای جلوگیری از وقوع از کار افتادگی است که البته همواره مقرون به صرفه نمی‌باشد. لذا در بسیاری از موارد می‌توان با تعمیر قطعه‌، عمر قطعات کار کرده معیوب را افزایش داد. ‌یکی از راهکارهای مؤثر، ترمیم محل ترک خوردگی به وسیله وصله‌های کامپوزیتی از طریق چسباندن آنها بر روی محل تشکیل ترک است. هدف این پژوهش، بررسی چگونگی اثر وصله بر رفتار رشد ترک و همچنین تاثیر هندسه وصله بر خواص مکانیکی آلیاژ آلومینیوم Al5251 می‌باشد. برای این منظور، از وصله کامپوزیتی کولار با هندسه مستطیلی و H شکل استفاده شده است. برای بررسی خواص مکانیکی و ارزیابی رفتار رشد ترک در نمونه‌ها، آزمون کشش اجرا شد. تاثیر مساحت مؤثر و شکل هندسی وصله بر قابلیت تحمل بار، میزان تغییر طول نمونه، چقرمگی و نیروی آغاز ترک بررسی شده است. نتایج بدست آمده نشان داد که با استفاده از وصله کامپوزیتی، میزان تغییر طول نمونه تا شکست، مقدار نیرو در لحظه شروع ترک و مقدار نیروی شکست نسبت به نمونه‌های بدون ترمیم افزایش یافته است. همچنین، مقایسه وصله‌ها با مساحت مؤثر برابر نشان داد نمونه ترمیم شده با وصله با هندسه H شکل، قابلیت تحمل بار بیشتری نسبت به وصله مستطیل شکل دارد. همچنین میزان چقرمگی در نمونه ترمیم شده با وصله H شکل نیز افزایش یافته است.