تحلیل تنش در وصله های تقویت کننده ی کامپوزیتی در سازه های تحت بار ضربه ای
چکیده
با توجه به این که سازه های کامپوزیتی در کاربری های مختلف مورد استفاده ی صنایع قرار می گیرند، در دوره ی عمر خود بارگذاری های کششی، پیچشی، خمشی، ضربه و در برخی موارد ترکیبی از این بارگذاری ها را تجربه می کنند؛ از این رو برای بارگذاری های مختلف، بررسی سازه های کامپوزیتی و خصوصا سازه های کامپوزیتی ترمیم شده و ترمیم های کامپوزیتی از اهمیت بالایی در انتخاب ترمیم بهینه و صرفه جویی در هزینه های ترمیم و نگهداری، برخوردار است. سیکل های تنشی روی سازه می تواند موجب ایجاد میدان تنشی بالاتر از سطح استحکام سازه و در نهایت ایجاد ریز ترک در سازه شود، متداول ترین عیوبی که برای سازه های مهندسی محتمل است، رخداد ترک و ریز ترک در سازه است. ترمیم سازه و تعویض سازه ی معیوب از راهکارهایی است که متناسب با کاربری سازه و پیشنهادهای ارائه شده در راهنمای کاربران قطعه، انتخاب می شود. انتخاب راهکار مناسب ترمیم که شامل ابعاد و اندازه ها و جنس مواد به کاررفته در ترمیم است با بررسی روی ترمیم های مختلف و آنالیز حساسیت روی آن ها قابل انجام است. کار حاضر شامل دو بخش الف) معرفی کارهای تحلیلی انجام شده و فرضیه های مربوط به وصله ی کامپوزیتی تقویت کننده و ترمیم کننده و پیشنهادی برای دستیابی به تابع تنش مناسب جهت تحلیل تنش وصله های ترمیم کننده و ب) انجام تحلیل عددی و بررسی تاثیر پارامترهای طراحی روی سازه ی ترمیم شده با ترک مرکزی، تحت بارگذاری کششی و دینامیکی (گذرا و ضربه با سرعت پایین) و ترکیبی (بارگذاری دینامیکی گذار روی سازه ی دارای پیش کشش و پیش فشار و ضربه بر سازه ی دارای پیش-کشش) است. در بخش مرور آنالیزهای تحلیلی که به معرفی اثر تقویت کنندگی وصله های کامپوزیتی پرداخته شده-است به معرفی روش متداول سطح بسته و فرضیه های پیشنهاد شده و روش های به کارگرفته شده برای استخراج تابع تنش دوبعدی برای ناحیه ی وصله، جهت بررسی توزیع تنش در وصله ی کامپوزیتی پرداخته شده است. در بخش عددی با تایید مدل برای سه حالت بدون ترک، ترکدار و در نهایت برای مدل دینامیکی با بار ضربه، به بررسی اثر پارامترهایی مانند ضخامت چسب، ضخامت وصله، طول ترک، استفاده از ترمیم یک-طرفه و دوطرفه و جنس وصله های کامپوزیتی و همچنین بررسی تاثیر پیش بار پرداخته شده است.