بررسی عددی روش جدید اتصال چسبی بین آلومینیوم و پانل ساندویچی

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشگاه صنعتی امیرکبیر-دانشکده مهندسی دریا

2 دانشگاه صنعتی امیرکبیر دانشکده مهندسی دریا

چکیده

استفاده از چسب برای اتصال مواد غیر هم‌جنس، به عنوان یک روش معمول در صنایع مختلف شناخته شده‌ است. یکی از مواردی که در صنعت دریایی می توان از این روش استفاده کرد، اتصال روسازه به بدنه اصلی کشتی ها است. در تحقیقاتی که پیش از این انجام گرفته است، به بررسی اتصال تی شکل بین اجزای هم جنس کامپوزیتی پرداخته شده، ولی مطالعه‌ در زمینه اتصال بین ورق آلومینیوم و پانل‌های ساندویچی انجام نشده است. این تحقیق به تحلیل عددی غیرخطی استحکام استاتیکی این نوع از اتصالات پرداخته و در انتها نیز طرح هندسی جدیدی به منظور افزایش استحکام آن ارایه شده است. به‌منظور اعتبارسنجی نتایج حل عددی از نتایج منتشر شده تجربی استفاده شده و مقایسه آنها تطابق مطلوبی را نشان می‌دهد که این امر بیانگر دقت نتایج حل عددی می‌باشد. در تحلیل عددی برای شبیه‌سازی رفتار ماده چسب و جدایش بین اجزای اتصال از المان‌های تماسی و مدل ناحیه چسبناک (CZM) در نرم‌افزار انسیس استفاده شده‌است. نتایج تحلیل ها نشانگر این نکته هستند که هندسه پیشنهادی اتصال تی‌شکل در این مقاله، سبب افزایش 25/7 برابری نیروی عمودی شکست اتصال خواهد شد. این افزایش استحکام در حالتی به دست می آید که به سبب ادغام شدن اجزای اتصال، ساخت آن نیز آسانتر خواهد شد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


Aalberg A., Langseth M., Malo K.A. 1998. Ultimate strength of stiffened aluminum plates. Norwegian University of Science and Technology, Department of Structural Engineering.

ANSYS 11 User’s Manual.

Blake J.I.R., Shenoi R.A., House J., Turton T. 2001. Progressive damage analysis of tee joints with viscoelastic inserts. Composites  Part A. 32: 641-653.

Dodkins A. R., Shenoi R. A., Hawkins G. L. 1994. Design of joints and attachments in FRP ships structures. Marine Structures. 7: 365-398.

 

Dharmawan F., et al. 2004. Geometry and damage effects in a composite marine
T-joint. Composite Structures. 66: 181–7.

Dharmawan F., Li H. C. H., Herszberg I., John S. 2006. Fracture behavior of composite maritime T-joints. Composite Structures. 75: 339–50.

Derewonko A. 2009. Prediction of the failure metal/composite bonded joints. Computational Materials Science. 45: 735–738.

Hayman B., et al. 2007. Design of X-joints in sandwich structures for naval vessels. 10th International Symposium on Practical Design of Ships and Other Floating Structures Houston, Texas, United States of America.

Kumari S., Sinha P. K. 2002. Finite element analysis of composite wing T-joints. Reinforced Plastic Composites. 21: 1561-1585.

Khalili S. M. R., Ghaznavi A. 2011. Numerical analysis of adhesively bonded T-joints with structural sandwiches and study of design parameters. International Journal of Adhesion & Adhesives. 31: 374-356.

Phillips H. J., Shenoi R. A. 1998. Damage tolerance of laminated tee joints in FRP structures. Composites Part A. 29: 465-478.

Rispler A. R., Steven G. P., Tong L. 1997. Failure analysis of composite T-Joints including inserts. Reinforced Plastic Composites. 16: 1642-1658.

Shenoi R. A., Hawkins G. L. 1992. Influence of material and geometry variations on the behavior of bonded tee connections in FRP ships. Composites. 23: 335-345.

Stenius I., Rosen A., Kuttenkeuler J. 2011. On structural design of energy efficient small high-speed craft. Marine Structure. 24: 43-59.

Scott Bader Company, Adhesive catalog.

Toftegaard H., Lystrup A. 2005. Design and test of lightweight sandwich T-joint for naval ships. Composites Part A. 36: 1055-1065.

Zhou D. W., Louca L. A., Saunders M. 2008. Numerical simulation of sandwich T-joints under dynamic loading. Composites Part B. 39: 973–985.