بهبود استحکام اتصال لبه ای کامپوزیت-فولاد با درجه بندی ناحیه اتصال به وسیله الیاف کربن و شیشه و همچنین ایجاد درگیری مکانیکی به روش پله معکوس

با توجه به ترکیبات فیزیکی و خواص مکانیکی متفاوت فلزات و کامپوزیت ها، اتصال کارآمد آن ها یکی از چالش های مهم در صنایع مختلف به شمار می رود. شکست در اتصالات چسبی معمولا نتیجه ی توزیع غیریکنواخت تنش و کرنش است که با مقادیر بیشینه نزدیک دو انتهای هم پوشانی مشاهده می شود. در این مطالعه از الیاف کربن به عنوان المان تقویتی در لایه چسب استفاده شده و جهت بهبود توزیع تنش از درجه بندی خواص در طول هم پوشانی به صورت متقارن و به وسیله الیاف کربن و شیشه استفاده می شود. همچنین با استفاده از یک روش جدید، تاثیر وجود پله معکوس در استحکام اتصال بررسی شده است. علاوه بر این، مدل سازی المان محدود برای بیان نحوه توزیع تنش برشی و پوسته کنی در لایه چسب و همچنین تحلیل دلایل افزایش استحکام اتصال در نمونه های پله دار به کار گرفته می شود. استفاده از کربن در سطح مشترک اتصال، درجه بندی ناحیه پیوند با استفاده از کربن و همچنین ایجاد درگیری مکانیکی به وسیله ی پله معکوس، تاثیرات مثبتی بر استحکام اتصال دارند. به طوریکه با درجه بندی ناحیه هم پوشانی به وسیله کربن و شیشه، توزیع تنش برشی و پوسته کنی یکنواخت تر شده و بار و جابجایی شکست نسبت به نمونه مرجع که دارای استحکام برشی 1.92 کیلونیوتن است، 34% افزایش یافته است. ایجاد پله معکوس در چسبنده ها موجب تغییر مود شکست می شود. به طوریکه وجود یک پله، 40% و قرارگیری کربن در فصل مشترک آن، 112% استحکام را افزایش داده است. اما بیشترین افزایش استحکام و جابجایی شکست با استفاده از دو پله معکوس و همچنین الیاف کربن در فصل مشترک دو چسبنده، به میزان قابل توجه 172% به دست آمده است.

کلیدواژه ها:

اتصال مدرج هدفمند ، روش پخت و اتصال همزمان ، اتصال لبه ای ، درگیری مکانیکی ، پله معکوس