تاثير نانوذرات و ماكرو الياف‌ تقويت‌كننده بر استحكام‌ سازه‌‌هاي اتصال چسبي

كارشناسي ارشد

چكيده اتصالات چسبي به دليل ويژگي‌هاي منحصربه‌فرد خود نسبت به ساير اتصالات مرسوم، در صنايع حساس استفاده مي‌شوند. اين امر باعث شده توزيع تنش و افزايش استحكام و چقرمگي در لايه چسب از اهميت خاصي برخوردار باشد. اضافه نمودن ذرات و الياف در لايه چسب يكي از روش‌هاي پيشنهادي براي رسيدن به اين هدف مي‌باشد. در بخش اول اين پژوهش تأثير اضافه نمودن نانو ذرات سيليكا و نانولوله‌هاي كربني به‌صورت تك‌فاز و تركيب اين دو نانوذره با نسبت وزني برابر (1:1) بر روي خواص مكانيكي اتصالات تك لبه كه شامل استحكام برشي ميانگين و جابه‌جايي شكست مي‌شود در سه درصد وزني 2/0%، 5/0% و 8/0% بررسي شده‌اند. روند تغييرات در استحكام برشي ميانگين و جابه‌جايي شكست در اتصالات تك لبه تقويت‌شده توسط نانو ذرات سيليكا افزايشي بوده به‌طوري‌كه در درصد وزني 8/0% (بيشينه بهبود) مقادير استحكام برشي ميانگين و جابه‌جايي شكست نسبت به اتصال تقويت نشده به ترتيب به ميزان 87/26% و 19.54% افزايش يافت اين در حالي است كه در اتصالات چسبي تقويت‌شده توسط نانولوله‌هاي كربني به‌صورت تك‌فاز به بيشينه مقدار خود در درصد وزني 5/0% رسيده و درنهايت كاهش پيدا نمود به‌طوري‌كه در درصد وزني 5/0% ميزان استحكام برشي ميانگين و جابه‌جايي شكست به ميزان 43/15% و 1/20% افزايش يافت. اثر تركيب نانو ذرات سيليكا و نانولوله‌هاي كربني با نسبت وزني برابر بر خواص مكانيكي يادشده افزايشي بوده به‌طوري‌كه در درصد وزني 8/0% (بيشينه بهبود) با تأثير بهتر در مقايسه با نانو ذرات تك‌فاز به ميزان 27/28% و 36% نسبت به چسب تقويت نشده افزايش پيدا نمود و در انتها مكانيزم‌هاي اثرگذار در افزايش يا كاهش خواص مكانيكي در اتصالات تك لبه توسط تصاوير ميكروسكوپ الكتروني روبشي شناسايي گرديد. در بخش دوم پژوهش اثر ماكرو الياف‌هاي فلزي در دو جهت‌گيري طولي و عرضي در فواصل افقي 5/1، 1 و 5/0 ميلي‌متر بر خواص مكانيكي يادشده و توزيع تنش‌هاي پوست‌كني و برشي در لايه چسب با مطالعه تجربي و تحليل المان محدود بررسي گرديد. نتايج نشان داد جهت‌گيري طولي الياف به دليل باربري قابل‌توجه در لايه چسب نقش سازنده‌اي داشته به‌طوري‌كه در فاصله افقي 1 ميلي‌متر (بيشينه بهبود)، مقادير خواص مكانيكي يادشده به ترتيب به ميزان 50% و 36% افزايش پيدا نمود اين در حالي است كه در جهت‌گيري عرضي خواص مكانيكي يادشده در اتصال با كاهش فاصله افقي ميان ماكرو الياف‌هاي فلزي پيوسته رو به كاهش است. واژه‌هاي كليدي: اتصالات تك لبه، نانو ذرات تقويت‌كننده، ماكرو الياف فلزي، خواص مكانيكي

188739

دانشگاه علم و صنعت ايران

مهندسي هوافضا - سازه‌هاي هوايي

دكتر مجيد رضا آيت‌اللهي