اثر ضخامت چسب، نوع چسب و زاویه شیب بر خواص مکانیکی مفاصل چسبی اریب

قیمت: 41,000 تومان

دانلود رایگان مقاله

خرید ترجمه مقاله

عنوان فارسی

اثر ضخامت چسب، نوع چسب و زاویه شیب بر خواص مکانیکی مفاصل چسبی اریب

عنوان لاتین

Effect of adhesive thickness, adhesive type and scarf angle on the mechanical properties of scarf adhesive joints

اثرات ضخامت چسب، نوع چسب و زاویه ی شیب، که بوسیله ی تجزیه و تحلیل ابعادی به عنوان پارامترهای اصلی کنترل شناخته می شوند، بر روی خواص مکانیکی مفصل چسبی (SJ) اریب که تحت بار کششی تک محوره قرار گرفته است، با استفاده از مدل ناحیه ی انسجام (CZM) مد مرکب با یک فرم دو خطی برای کنترل جدایش فصل مشترک، مورد بررسی قرار گرفته است. به طور خاص، وابستگی پارامترهای مهم انسجام CZM به چسب، که عمدتا شامل سفتی اولیه، انرژی شکست کل و استحکام جدایش می باشد، به طور مشخص معرفی شده است. نتایج عددی نشان می دهد که بارگذاری کششی نهایی با کاهش ضخامت چسب افزایش می یابد. با عبور از کشش نهایی، هنگام استفاده از چسب ترد، مفصل ظرفیت تحمل بار خود را از دست می دهد، اما هنگام به کارگیری چسب داکتیل ظرفیت تحمل بار جزئی خود را حفظ می کند. علاوه بر این، برای مفصلی با چسب داکتیل، حداکثر جابه جایی اعمالی تا شکست کامل آن مستقیما با ضخامت چسب متناسب است، که متفاوت از حالتی است که از چسب ترد استفاده می شود. با در نظر گرفتن ترکیبی از بارگذاری نهایی و جابجایی اعمالی، انرژی شکست برای ارزیابی عملکرد مفصل استفاده شد. نتایج نشان می دهد که در چسب ترد با کاهش ضخامت چسب، انرژی شکست مفصل افزایش می یابد. برعکس، وضعیت مفصل با استفاده از چسب داکتیل برعکس است. علاوه بر این، اثر ضخامت چسب با کاهش زاویه ی شیب به علت تغییر نسبت هر جزء در مد مرکب، قابل توجه تر می شود. علاوه بر این، تمام پارامترهای مشخصه (بارگیری کششی نهایی، حداکثر جابجایی اعمال شده و انرژی شکست) که برای توصیف عملکرد SJ به کار گرفته شد، با کاهش زاویه شیب افزایش می یابد. در نهایت، روش عددی که در این تحقیق مورد استفاده قرار گرفت، با مقایسه با نتایج تجربی موجود، تایید می شود.

The effects of adhesive thickness, adhesive type and scarf angle, which are determined as the main control parameters by the dimensional analysis, on the mechanical properties of a scarf adhesive joint (SJ) subjected to uniaxial tensile loading are examined using a mixed-mode cohesive zone model (CZM) with a bilinear shape to govern the interface separation. Particularly, the adhesive-dependence of the vital cohesive parameters of CZM, which mainly include initial stiffness, total fracture energy and separation strength, is introduced emphatically. The numerical results demonstrate that the ultimate tensile loading increases as the adhesive thickness decreases. Cross the ultimate tension, the joint loses the load-bearing capacity when adopting the brittle adhesive but sustains partial load-bearing capacity while selecting the ductile adhesive. In addition, for the joint with the ductile adhesive, the maximum applied displacement until the complete failure of it is directly proportional to the adhesive thickness, which is different from the case using the brittle adhesive. Taking the combination of the ultimate loading and applied displacement into account, failure energy is employed to evaluate the joint performances. The results show that the failure energy of the joint with the brittle adhesive increases as the adhesive thickness decreases. Conversely, the situation of the joint using the ductile adhesive is vice versa. Moreover, the effect of the adhesive thickness becomes more noticeable with decreasing the scarf angle owing to the variation of the proportion of each component of the mixed-mode. Furthermore, all the characteristic parameters (the ultimate tensile loading, the maximum applied displacement and the failure energy) that adopted to describe the performances of SJ increase as the scarf angle decreases. Finally, the numerical method employed in this study is validated by comparing with existing experimental results.