Αριθμητική προσομοίωση της αποκόλλησης σε υβριδικές συνδέσεις κόλλας/κοχλία μονής επικάλυψης συνθέτων υλικών υποβαλλόμενες σε κόπωση
Σε αυτή την εργασία μελετάται αριθμητικά η επίδραση της χρήσης κοχλιών ως μηχανισμούς επιβράδυνσης της αποκόλλησης σε συνδέσεις μονής επικάλυψης με κόλλα πολύστρωτων πλακών υπό φόρτιση κόπωσης. Χρησιμοποιείται το πακέτο πεπερασμένων στοιχείων LS DYNA στο οποίο αρχικά πραγματοποιούνται στατικές αναλ...
| Κύριος συγγραφέας: | |
|---|---|
| Άλλοι συγγραφείς: | |
| Γλώσσα: | Greek |
| Έκδοση: |
2020
|
| Θέματα: | |
| Διαθέσιμο Online: | http://hdl.handle.net/10889/13722 |
| id |
nemertes-10889-13722 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
nemertes-10889-137222022-09-06T05:12:52Z Αριθμητική προσομοίωση της αποκόλλησης σε υβριδικές συνδέσεις κόλλας/κοχλία μονής επικάλυψης συνθέτων υλικών υποβαλλόμενες σε κόπωση Numerical simulation of debonding in fatigue loaded hybrid adhesively bonded/bolted single lap joints of composite plates Τεμπέλης, Αντώνιος Tempelis, Antonios Κόλλα Μονή επικάλυψη Κόπωση Κοχλίες Adhesive Single lap joint Fatigue Bolts LS DYNA Σε αυτή την εργασία μελετάται αριθμητικά η επίδραση της χρήσης κοχλιών ως μηχανισμούς επιβράδυνσης της αποκόλλησης σε συνδέσεις μονής επικάλυψης με κόλλα πολύστρωτων πλακών υπό φόρτιση κόπωσης. Χρησιμοποιείται το πακέτο πεπερασμένων στοιχείων LS DYNA στο οποίο αρχικά πραγματοποιούνται στατικές αναλύσεις συνδέσεων με και χωρίς κοχλία για την εύρεση του εξωτερικού φορτίου για αστοχία της κόλλας. Στη συνέχεια με υπορουτίνα που προγραμματίζεται από το χρήστη τροποποιείται η μέθοδος της ζώνης συνοχής για την κόλλα ώστε να υπάρχει υποβάθμιση της αντοχής λόγω κόπωσης. Η υπορουτίνα λαμβάνει πειραματικά δεδομένα του νόμου Paris για τον υπολογισμό του μήκους της ρωγμής αποκόλλησης συναρτήσει των κύκλων κόπωσης και υπολογίζει έναν συντελεστή βλάβης λόγω κόπωσης που υποβαθμίζει την αντοχή των στοιχείων της κόλλας. Η υπορουτίνα αυτή χρησιμοποιείται σε αναλύσεις κόπωσης συνδέσεων χωρίς την παρουσία κοχλία και συνδέσεων με κοχλία δύο διαφορετικών διαμέτρων. Πραγματοποιούνται επίσης αναλύσεις σε συνδέσεις με και χωρίς κοχλία σε χαμηλότερη τιμή εξωτερικής φόρτισης ώστε να εξεταστεί το πώς η τιμή του φορτίου επηρεάζει τα αποτελέσματα. Ακόμη εξετάζεται το πώς οι παράμετροι που χρησιμοποιούνται στην υπορουτίνα επηρεάζουν τα αποτελέσματα με στόχο την βελτίωση της λειτουργίας της. Εξάγονται διαγράμματα με καμπύλες εξέλιξης της αποκόλλησης συναρτήσει των κύκλων φόρτισης και εικόνες από την εξέλιξη της αποκόλλησης. Η αποκόλληση εκφράζεται ως ποσοστό της αποκολλημένης επιφάνειας επί της αρχικής επιφάνειας της κολλάς. Από τα αποτελέσματα φαίνεται πως ο κοχλίας δρα θετικά ως προς της καθυστέρηση της αποκόλλησης. In this thesis the effect of using bolts as crack stoppers in adhesively bonded single lap joints of laminated composite plates loaded in fatigue is numerically studied. The finite element software LS DYNA is used for the numerical analyses. Static analyses are performed in joints with and without the presence of a bolt to find the maximum applied external load for the failure of the adhesive layer. To model fatigue, a user defined subroutine is programmed which modifies the cohesive zone method in order to include strength degradation of the adhesive due to fatigue. The subroutine uses experimental Paris law data for the calculation of the crack length as a function of fatigue cycles and then a fatigue damage parameter is used to degrade the strength of the adhesive layer elements. The subroutine is used to analyze non-bolted and bolted joints with two different bolt diameters. Analyses of non-bolted and bolted joints under a smaller external load value are also performed to study the effect of load value on the results. The effect of the parameters defined in the subroutine on the results is also studied with the aim of improving the subroutine’s function via further studies. Curves of the advance of the debonding as a function of the number of fatigue cycles and images of the debonding advance are extracted from the analyses. Debonding is expressed as a percentage of the debonded area of the adhesive over the initial bond area. The results show that the use of bolts leads to a delay of the debonding process. 2020-08-02T11:46:40Z 2020-08-02T11:46:40Z 2020-07-14 http://hdl.handle.net/10889/13722 gr application/pdf |
| institution |
UPatras |
| collection |
Nemertes |
| language |
Greek |
| topic |
Κόλλα Μονή επικάλυψη Κόπωση Κοχλίες Adhesive Single lap joint Fatigue Bolts LS DYNA |
| spellingShingle |
Κόλλα Μονή επικάλυψη Κόπωση Κοχλίες Adhesive Single lap joint Fatigue Bolts LS DYNA Τεμπέλης, Αντώνιος Αριθμητική προσομοίωση της αποκόλλησης σε υβριδικές συνδέσεις κόλλας/κοχλία μονής επικάλυψης συνθέτων υλικών υποβαλλόμενες σε κόπωση |
| description |
Σε αυτή την εργασία μελετάται αριθμητικά η επίδραση της χρήσης κοχλιών ως μηχανισμούς επιβράδυνσης της αποκόλλησης σε συνδέσεις μονής επικάλυψης με κόλλα πολύστρωτων πλακών υπό φόρτιση κόπωσης. Χρησιμοποιείται το πακέτο πεπερασμένων στοιχείων LS DYNA στο οποίο αρχικά πραγματοποιούνται στατικές αναλύσεις συνδέσεων με και χωρίς κοχλία για την εύρεση του εξωτερικού φορτίου για αστοχία της κόλλας. Στη συνέχεια με υπορουτίνα που προγραμματίζεται από το χρήστη τροποποιείται η μέθοδος της ζώνης συνοχής για την κόλλα ώστε να υπάρχει υποβάθμιση της αντοχής λόγω κόπωσης. Η υπορουτίνα λαμβάνει πειραματικά δεδομένα του νόμου Paris για τον υπολογισμό του μήκους της ρωγμής αποκόλλησης συναρτήσει των κύκλων κόπωσης και υπολογίζει έναν συντελεστή βλάβης λόγω κόπωσης που υποβαθμίζει την αντοχή των στοιχείων της κόλλας. Η υπορουτίνα αυτή χρησιμοποιείται σε αναλύσεις κόπωσης συνδέσεων χωρίς την παρουσία κοχλία και συνδέσεων με κοχλία δύο διαφορετικών διαμέτρων. Πραγματοποιούνται επίσης αναλύσεις σε συνδέσεις με και χωρίς κοχλία σε χαμηλότερη τιμή εξωτερικής φόρτισης ώστε να εξεταστεί το πώς η τιμή του φορτίου επηρεάζει τα αποτελέσματα. Ακόμη εξετάζεται το πώς οι παράμετροι που χρησιμοποιούνται στην υπορουτίνα επηρεάζουν τα αποτελέσματα με στόχο την βελτίωση της λειτουργίας της. Εξάγονται διαγράμματα με καμπύλες εξέλιξης της αποκόλλησης συναρτήσει των κύκλων φόρτισης και εικόνες από την εξέλιξη της αποκόλλησης. Η αποκόλληση εκφράζεται ως ποσοστό της αποκολλημένης επιφάνειας επί της αρχικής επιφάνειας της κολλάς. Από τα αποτελέσματα φαίνεται πως ο κοχλίας δρα θετικά ως προς της καθυστέρηση της αποκόλλησης. |
| author2 |
Tempelis, Antonios |
| author_facet |
Tempelis, Antonios Τεμπέλης, Αντώνιος |
| author |
Τεμπέλης, Αντώνιος |
| author_sort |
Τεμπέλης, Αντώνιος |
| title |
Αριθμητική προσομοίωση της αποκόλλησης σε υβριδικές συνδέσεις κόλλας/κοχλία μονής επικάλυψης συνθέτων υλικών υποβαλλόμενες σε κόπωση |
| title_short |
Αριθμητική προσομοίωση της αποκόλλησης σε υβριδικές συνδέσεις κόλλας/κοχλία μονής επικάλυψης συνθέτων υλικών υποβαλλόμενες σε κόπωση |
| title_full |
Αριθμητική προσομοίωση της αποκόλλησης σε υβριδικές συνδέσεις κόλλας/κοχλία μονής επικάλυψης συνθέτων υλικών υποβαλλόμενες σε κόπωση |
| title_fullStr |
Αριθμητική προσομοίωση της αποκόλλησης σε υβριδικές συνδέσεις κόλλας/κοχλία μονής επικάλυψης συνθέτων υλικών υποβαλλόμενες σε κόπωση |
| title_full_unstemmed |
Αριθμητική προσομοίωση της αποκόλλησης σε υβριδικές συνδέσεις κόλλας/κοχλία μονής επικάλυψης συνθέτων υλικών υποβαλλόμενες σε κόπωση |
| title_sort |
αριθμητική προσομοίωση της αποκόλλησης σε υβριδικές συνδέσεις κόλλας/κοχλία μονής επικάλυψης συνθέτων υλικών υποβαλλόμενες σε κόπωση |
| publishDate |
2020 |
| url |
http://hdl.handle.net/10889/13722 |
| work_keys_str_mv |
AT tempelēsantōnios arithmētikēprosomoiōsētēsapokollēsēsseybridikessyndeseiskollaskochliamonēsepikalypsēssynthetōnylikōnypoballomenessekopōsē AT tempelēsantōnios numericalsimulationofdebondinginfatigueloadedhybridadhesivelybondedboltedsinglelapjointsofcompositeplates |
| _version_ |
1771297362769084416 |
