دانشگاه آزاد اسلامی
واحد تهران جنوب
دانشکده تحصیلات تکمیلی
پایان نامه برای دریافت درجه کارشناسی ارشد
مهندسی مکانیک – طراحی کاربردی
عنوان:
بررسی تجربی وصله های پیشرفته کامپوزیتی
چکیده:
سودمندی ترمیم اعضای سازه های فلزی با استفاده از وصله کامپوزیتی، اثبات شده است. در این تحقیق رفتار پیشرفت ترک در یک صفحه آلومینیومی با ترک لبه ای که با وصله کامپوزیتی هوشمند از یک طرف ترمیم شده است بررسی می شود. سیم های حافظه دار به عنوان یک ماده هوشمند درون وصله کامپوزیتی کربن – اپوکسی قرار داده شده و با حالت بدون سیم و همچنین صفحه بدون وصله (ترمیم نشده) مقایسه شده است. سپس یک شبیه سازی عددی با استفاده از نرم افزار Ansys برای تخمین طول عمر صفحه آلومینیومی بر مبنای قانون پاریس انجام شده و نتایج حاصله با حالت تجربی مقایسه شده است.
مقدمه:
اعضای سازه های مختلف همچون هواپیماها، قطارها، ماشین ها، کشتی ها… به دلایل مختلف در معرض رخدادهایی هستند که موجب ایجاد ترک و در نهایت تخریب عضوهای آنها می شود. حتی اگر دلیل خاصی برای ایجاد ترک نباشد، به دلایل مختلف مثلاً خط کشی های اندازه گذاری ممکن است در طول عمر کار سازه، بر اثر خستگی ناشی از پیشرفت همان اثر کوچک ایجاد ترک هایی شود که در نهایت منجر به تخریب اعضای سازه شود و در نتیجه مجبور به تعویض آن عضو و یا در بدترین حالت موجب ایجاد تخریب های بزرگ و در نهایت کنار گذاشتن کل سازه شود.
ترمیم ترک های سازه هم از نظر اقتصادی و هم از نظر مالی مفید بوده و با روش های مختلف ترمیم صورت می گیرد. این ترمیم ها در برخی موارد توانایی بازگرداندن کل استحکام عضو، قبل از ایجاد ترک را دارند. با پیشرفت دانش بشر هر روز راه های جدیدتر و مفیدتری برای ترمیم اعضای سازه ها ابداع می شود. در گذشته ترمیم سازه ها توسط اتصالات مکانیکی انجام می پذیرفت، نکته اینکه خود همین اتصالات مکانیکی در طول زمان موجب تمرکز تنش و در نهایت ایجاد ترک و شکست در عضو می شوند.
یکی از روش های ترمیم که در سه دهه اخیر مورد توجه قرار گرفته و سودمندی آن به اثبات رسیده، ترمیم قیدی با چسب عضو سازه با استفاده از وصله کامپوزیتی می باشد. مواد کامپوزیت به دلیل وزن کم استحکام بالا و ویژگی های منحصر به فرد دیگر می توانند در ترمیم اعضای سازه های مختلف چه فلزی و چه کامپوزیتی مورد استفاده قرار گیرند.
یکی از بیشترین کاربردهای کامپوزیتی در ترمیم آلومینیوم های صنایع هوایی و دریایی می باشد. این وصله ها از جنس های مختلف ساخته شده و هرکدام با توجه به نوع کاربرد مورد استفاده قرار می گیرند.
در ساختارهای کامپوزیتی، این ویژگیشان که از مواد مختلف تشکیل شده اند باعث شده روز به روز با اضافه کردن اجزاء جدید به این ساختارهای کامپوزیتی جدید با ویژگی های بهتر برای کاربرد خاص پیدا شود. یکی از این نوآوری ها استفاده از مواد هوشمند در ساختار کامپوزیت می باشد.
مواد هوشمند با توجه به نوع ساختار کامپوزیتی، درون ساختارها به کار رفته و مورد استفاده قرار می گیرند. یکی از این مواد هوشمند، آلیاژهای حافظه دار هستند، که دارای خاصیت به خاطر آوردن شکل خود می باشند. هم اکنون بسیاری از پژوهشگران در حال بررسی اثر استفاده و نحوه عملکرد این مواد در درون ساختار کامپوزیتی می باشند.
در این تحقیق اثر وارد کردن آلیاژهای حافظه دار به عنوان عضو هوشمند درون وصله های کربن – اپوکسی برای ترمیم یک صفحه آلومینیومی ترکدار در مقایسه با وصله کربن – اپوکسی بدون عضو هوشمند مورد بررسی قرار گرفته است.
براي دانلود متن كامل پايان نامه اينجا كليك كنيد
نظرات شما عزیزان:
تبادل لینک هوشمند