مدل‌سازي آسيب خستگي پيش‌رونده با استفاده از مدل ناحيه چسبناك در اتصالات چسبي

كارشناسي ارشد

چكيده امروزه طراحي قطعات و سازه‌هاي مكانيكي به صورتي انجام مي‌گيرد كه با توجه به رفتار قطعه راهكارهايي براي بهبود خواص آن در نظر گرفته مي‌شود، بدين منظور دانستن رفتار ماده براي طراحي از اهميت بالايي برخوردار است. كامپوزيت‌ها و اتصالات چسبي ازجمله قطعاتي مي‌باشند كه در دهه اخير در صنايع مختلف كاربرد بسياري يافته اند، از جمله صنايع مهمي كه مواد كامپوزيتي و اتصالات چسبي در آن به عنوان مواد اصلي استفاده مي‌شود صنعت هوايي است. در اين صنعت با توجه به اينكه قطعات ساخته‌شده از كامپوزيت يا اتصال چسبي تحت بارگذاري‌هاي مختلفي به خصوص بارگذاري خستگي مي‌باشند، مطالعه رفتار كامپوزيت‌ها و اتصالات چسبي تحت بارگذاري خستگي بسيار اهميت دارد. به همين منظور مدل‌سازي آسيب ناشي از بارگذاري خستگي در اينگونه مواد بسيار پركاربرد بوده و اهميت به‌سزايي دارد. شبيه‌سازي مهم‌ترين و پر رخدادترين آسيب در اتصالات چسبي در طراحي بسيار مهم بوده و هدف از ارائه مطالب در پيش رو ارزيابي روش‌هاي مدل‌سازي اين آسيب مي‌باشد كه با ارائه يك مدل مناسب شبيه‌سازي انجام مي‌گردد. در اين پايان‌نامه با استفاده از اصول مبتني بر مدل ناحيه چسبناك، يك مدل آسيب خستگي ارائه شده است كه ويژگي مدل اين است كه روند افت خواص و رشد آسيب در آن براساس اطلاعات استخراج شده از مكانيك شكست مي‌باشد و آسيب با استفاده از اصول مبتني بر مكانيك شكست رشد پيدا مي‌كند. با توجه به مدل‌سازي‌هايي كه با استفاده از اين مدل انجام شده بود وجود مشكل در تعيين صحيح نتايج مشهود بود، به‌همين‌علت در تعيين و استفاده صحيح از برخي پارامترها همچون اندازه ناحيه پيشرفت آسيب بايستي اصلاحاتي صورت مي‌پذيرفت. در ادامه با تعيين درست و استفاده صحيح از پارامترهاي دخيل در رابطه پيشرفت آسيب مدل اصلاح شد و برخي از مشكلاتي را كه قبلا داشت مرتفع شد و با حل مشكلات به يك مدل كارآمد تبديل گشت. براي ارزيابي مدل ابتدا يك مدل‌سازي خستگي دامنه ثابت انجام شد و قابليت مدل در هر دو مود خالص يك و دو به‌خوبي سنجيده شد و نتايج بهبود قابل ملاحظه‌اي يافت. سپس از آنجا كه بارگذاري‌هاي متنوعي وجود دارد، مدل تحت يك بارگذاري دامنه متغير قرار داده شد و نتايج مدل‌سازي ارزيابي شد. در انتها با توجه به نتايج مناسبي كه مدل در بارگذاري دامنه متغير نيز داشت، براي بهبود و گسترش مدل پيشنهاداتي ارائه شد تا مدل‌سازي خستگي تكميل شده و توسعه بيشتري يابد. واژه‌هاي كليدي: مدل ناحيه چسبناك، مدل‌سازي خستگي، خستگي دامنه متغير، بارگذاري مود يك، بارگذاري مود دو، تورق

187345

دانشگاه علم و صنعت ايران

طراحي كاربردي - مكانيك جامدات

دكتر هادي خرمي‌شاد