كاربرد مفهوم ماده معادل در بررسي رفتار شكست با استفاده از مدل ناحيه چسبنده

كارشناسي ارشد

مدل ناحيه چسبنده به عنوان روشي جهت مدل‌سازي و شبيه‌سازي ايجاد و رشد ترك و آسيب در سازه‌هاي مختلف مكانيكي به خصوص اتصالات چسبي كاربرد فراواني دارد. مزيت‌هاي عالي مدل ناحيه چسبنده مانند عدم نياز به ترك اوليه، عدم وجود تكينگي تنش، پيش‌بيني رفتار آسيب عالي، كاربرد و به تبع آن، نياز به توسعه اين مدل را افزايش مي‌دهد. اگرچه مدل‌سازي شكست با استفاده از مدل ناحيه چسبنده به خوبي قابل انجام است، اما در برخي موارد، وجود پيچيدگي در مدل، عدم توانايي در استخراج كامل پارامترهاي آزمايشگاهي مدل و صرف زمان و هزينه بالا در مدل‌سازي عددي مدل‌هاي پيچيده، استفاده از مدل ناحيه چسبنده را محدود و يا با مشكلاتي مواجه مي‌نمايند. بدين منظور، روشي جهت معادل‌سازي مدل‌هاي ناحيه چسبنده پيچيده اتصالات چسبي تحت بارگذاري مود I با استفاده از نمونه تير يكسرگيردار دولبه ارائه شده است. روش موردنظر مدل‌هاي ناحيه چسبنده را با استفاده از فرضيات مفاهيم ماده معادل و مجازي به يك مدل ذوزنقه‌اي معادل نموده و صرف زمان و هزينه تحليل و مدل‌سازي مدل‌هاي پيچيده را كاهش مي‌دهد. يكتايي، جامعيت و دقت نتايج حاصله تحليل شده و علل يكتايي نتايج ارائه شده‌ است. كارايي روش با مدل‌سازي عددي مدل‌هاي مختلف بدست آمده در مقالات ساير محققين از جنبه‌هاي مختلف مانند نوع چسب، نوع چسبنده، نوع اتصال و... بررسي و مطابقت خوبي (خطا 5-15 درصد) بين نتايج منحني نيرو- جابه‌جايي حاصل از روش موردنظر و نتايج ارائه شده محققين مشاهد شده است. در اتصالات چسبي مورد بررسي، تاثير مواد با رفتارهاي مختلف مانند چسبنده‌هاي متفاوت، چسب‌هاي مختلف و نوع شكست چسب (نرم و ترد) تحليل و نتايج تفسير شده‌است. صحه‌سنجي آزمايشگاهي نيز با مقايسه نتايج منحني نيرو- جابه‌جايي حاصل از آزمايش و مدل‌سازي عددي اتصال تير يكسرگيردار دولبه با چسبنده‌هاي كامپوزيتي و چسبي با رفتار نرم انجام شده است. نتايج منحني نيرو- جابه‌جايي تفسير شده و مطابقت خوبي بين نتايج عددي و آزمايشگاهي با خطاي كمتر از 15 درصد مشاهده مي‌شود كه نشان از توانايي مناسب روش موردنظر در تحليل اتصالات چسبي نمونه تير يكسرگيردار دولبه تحت بارگذاري مود I مي‌باشد.

210949

دانشگاه علم و صنعت ايران

دكتر عليرضا ترابي

مهندسي مكانيك- طراحي كاربردي

دكتر هادي خرمي‌شاد