بررسی عددی تأثیر تنشهای تورمی حاصل از نفوذ رطوبت بر رفتار آسیب اتصالات چسبی تحت بارگذاری استاتیکی

نویسندگان

1 استادیار دانشگاه علم و صنعت ایران، دانشکده مهندسی مکانیک

2 دانشجوی کارشناسی ارشد، دانشگاه علم و صنعت ایران، دانشکده مهندسی مکانیک

doi
چکیده

یکی از محدودیت‌های مهم استفاده از اتصالات چسبی، تضعیف لایه‌ی چسب در مقابل عوامل مخرب محیطی مانند رطوبت می‌باشد. استفاده از روش‌های عددی برای پیش-بینی استحکام اتصالات چسبی در معرض رطوبت می‌تواند موجب صرفه‌جویی مهمی در وقت و هزینه شود. در این تحقیق ابتدا نحوه‌ی بررسی آزمایشگاهی و مدلسازی عددی فرایند کامل نفوذ رطوبت به داخل لایه‌ی چسب و اثر تخریبی آن بر استحکام اتصال چسبی، تبیین شده است. سپس فرایند مذکور برای یک اتصال تک لبه‌ای با چسب حساس به فشار SBT 9244 و چسبنده‌ی آلیاژ آلومینیوم AL2024-T3 با طول اتصال و زمان‌های در معرض‌گذاری مختلف به کار برده شد. در مرحله‌ی اول توزیع رطوبت در زمان‌های در معرض‌گذاری 30، 60 و 90 روز در محیط با رطوبت نسبی 100% به دست آمد. سپس با استفاده از مدل ناحیه چسبناک، تست کشش اتصال تک لبه‌ای در زمان‌های مختلف شبیه‌سازی شد و استحکام باقیمانده‌ی آن تخمین زده شد. در این شبیه‌سازی پارامترهای مدل ناحیه چسبناک بر اساس نتایج آزمایشگاهی سایر محققین به دست آمد و اثر تخریبی رطوبت با تعریف پارامترهای مدل ناحیه چسبناک به صورت تابعی از میزان رطوبت جذب شده تعیین گردید. شبیه‌سازی یک بار بدون در نظر گرفتن تورم لایه‌ی چسب و بار دیگر با در نظر گرفتن تورم انجام شد. تنش‌های تورمی نیز به طور جداگانه در زمان‌های مختلف به دست آمد. مشخص شد، تأثیر تورم در اتصال با طول بزرگ‌تر و زمان در معرض‌گذاری کم‌تر، قابل توجه‌تر بوده است.