بررسی تجربی رفتار اتصال چسبی کامپوزیت - کامپوزیت تحت شرایط بارگذاری مختلف با استفاده از نمونه U شکل آرکان

چکیده مقاله

در این پژوهش، رفتار مکانیکی اتصالات چسبی کامپوزیت‌های زمینه پلیمری تقویت شده با الیاف کربن (CFRP) تحت شرایط مختلف بارگذاری با استفاده از نمونه‌ی اصلاح‌شده‌ی آرکان با هندسه‌ی Uشکل مورد بررسی قرار گرفت. تک لایه‌های CFRP با آرایش لایه‌ای [0/90] ساخته شده و با استفاده از چسب اپوکسی دو جزئی به یکدیگر متصل شدند. آزمایش‌ها در سه زاویه‌ی بارگذاری 0 درجه (برش خالص)، 45 درجه (ترکیبی برش–کشش) و 90 درجه (کشش خالص) انجام شد. پاسخ‌های نیرو–جابجایی، مقادیر بیشینه تنش، و مکانیزم‌های شکست مورد تحلیل قرار گرفتند. نتایج نشان داد که بالاترین استحکام اتصال با مقدار میانگین 60/8 درصد در حالت برش خالص رخ می‌دهد که ناشی از وقوع شکست الیاف در ناحیه‌ی چسبندگی است. در مقابل، در حالت کشش خالص تنها شکست چسبی مشاهده شد و اتصال کمترین مقاومت را با مقدار میانگین 75/2 درصد از خود نشان داد. تغییر شرایط بارگذاری از برش به کشش منجر به کاهش بیش از ۶۰ درصدی در استحکام اتصال گردید. طراحی نمونه‌ی اصلاح‌شده‌ی آرکان به‌گونه‌ای است که شکست به ناحیه‌ی چسب محدود شده و هیچ‌گونه آسیب یا شکست در صفحات CFRP مشاهده نشد. این روش می‌تواند به‌عنوان روشی کارآمد برای ارزیابی دقیق عملکرد اتصالات چسبی در سازه‌های کامپوزیتی مورد استفاده قرار گیرد و یافته‌های این تحقیق می‌توانند در بهینه‌سازی اتصالات چسبی در صنایع پیشرفته‌ای نظیر هوافضا و خودروسازی کاربرد داشته باشند.