بهینه سازی توپولوژی وصله در ترمیم چسبی نامتقارن ورق های ترک دار فلزی

ترمیم چسبی ترک های موجود در سازه های فلزی از طریق چسباندن وصله، به دلیل مقاومت زیاد، سهولت و سرعت انجام کاربرد زیادی پیدا کرده است. بدیهی است که کارآیی این ترمیم متاثر از شکل وصله است. در این تحقیق به بهینه سازی شکل وصله با ضخامت ثابت، در ترمیم چسبی نامتقارن یک ورق آلومینیومی با ترک مرکزی، تحت کشش تک محوره عمود بر امتداد ترک، پرداخته شده است. بدین منظور از الگوریتم بهینه سازی توپولوژی بر پایه همگن-سازی توزیع چگالی انرژی کرنشی استفاده شده است. مدل اامان محدود سه لایه ای دوبعدی نبولسی و مال برای مدل سازی و تحلیل سیستم ترمیم به کار گرفته شده است. نتایج نشان می دهد که کارآیی شکل بهینه حاصل از این الگوریتم در کاهش انرژی کرنشی آزاد شده در نوک ترک در واحد افزایش طول ترک، که یک معیار کارآیی ترمیم است، متاثر از ابعاد فضای هندسی اولیه طراحی نسبت به طول ترک، و حجم آن نسبت به حجم ماده وصله است. لذا با انتخاب مناسب فضای اولیه، شکل بهینه حاصل از این الگوریتم، هم از دیدگاه معیار کارآیی ترمیم و هم از دیدگاه ساخت مطلوب است.

کلیدواژه ها:

ترک ، ترمیم چسبی نامتقارن ، وصله ، بهینه سازی توپولوژی ، چگالی انرژی کرنشی ، المان محدود