شبیه سازی و بهبود استحکام و عمر خستگی اتصال چسبی تک لبه ای با بکارگیری مدل ناحیه چسبناک تضعیف شونده چرخه ای

این پژوهش قصد دارد تا استحکام و سفتی استاتیکی و عمر خستگی اتصال چسبی تک لبه ای را با استفاده از مدل ناحیه چسبناک، تحت شرایط هندسی مختلف مورد ارزیابی قرار دهد. برای این منظور در شبیه سازی 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 مدل سازی آسیب خستگی از زیر روال نویسی یو. اس. دی. اف. ال. دی. جهت شبیه سازی آسیب خستگی در لایه چسب در نرم افزار آباکوس استفاده گردیده است. به منظور اعتبارسنجی شبیه سازی، نتایج عددی استحکام و سفتی استاتیکی و همچنین عمر خستگی با نتایج تجربی موجود در مراجع صحه گذاری شده و درنهایت این پژوهش به بررسی اثر پارامترهای طول ناحیه هم پوشانی، ضخامت چسبنده ها و پخ دار کردن چسبنده ها در ناحیه هم پوشانی پرداخته است. نتایج نشان می دهد که افزایش طول ناحیه هم پوشانی سبب افزایش استحکام استاتیکی و عمر خستگی اتصال می گردد. همچنین افزایش ضخامت چسبنده ها با اینکه عمر خستگی اتصال را افزایش می دهد اما به جهت تغییر در مودهای بارگذاری، با استحکام استاتیکی رابطه مستقیم ندارد. پخ دار کردن چسبنده ها نیز به واسطه چرخش سازگارتر ناحیه اتصال، تاثیر مثبتی بر افزایش استحکام و عمر خستگی از خود بر جای می گذارد. بنابراین در طراحی یک اتصال تک لبه ای، بهره بردن از طول ناحیه هم پوشانی و ضخامت بیشتر در کنار استفاده از تکنیک پخ زنی چسبنده ها می تواند استحکام و عمر خستگی آن را تا بیشترین حد ارتقا دهد.

کلیدواژه ها:

Cohesive zone model ، single lap joint ، fatigue lifetime ، adhesive degradation ، مدل ناحیه چسبناک ، اتصال چسبی تک لبه ای ، عمر خستگی ، تنزل خواص مادی چسب