Επισκευή κατασκευών από σύνθετα υλικά με χρήση ελλειπτικών επιθεμάτων
Τα σύνθετα υλικά αποτελούν μια κατηγορία υλικών με συνεχώς αυξανόμενο πεδίο εφαρμογών, καθώς απαρτίζονται από δύο ή περισσότερα διαφορετικά υλικά, με τη δυνατότητα δημιουργίας δομών με τις επιθυμητές ιδιότητες. Η ολοένα και ευρύτερη χρήση των σύνθετων υλικών σε πολλές κατασκευές της σύγχρονης εποχής...
| Κύριος συγγραφέας: | |
|---|---|
| Άλλοι συγγραφείς: | |
| Γλώσσα: | Greek |
| Έκδοση: |
2021
|
| Θέματα: | |
| Διαθέσιμο Online: | http://hdl.handle.net/10889/15297 |
| id |
nemertes-10889-15297 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| institution |
UPatras |
| collection |
Nemertes |
| language |
Greek |
| topic |
Σύνθετα υλικά Επισκευή Ελλειπτικά επιθέματα Composite materials Repair Elliptical patches |
| spellingShingle |
Σύνθετα υλικά Επισκευή Ελλειπτικά επιθέματα Composite materials Repair Elliptical patches Μακρή, Ευαγγελία Επισκευή κατασκευών από σύνθετα υλικά με χρήση ελλειπτικών επιθεμάτων |
| description |
Τα σύνθετα υλικά αποτελούν μια κατηγορία υλικών με συνεχώς αυξανόμενο πεδίο εφαρμογών, καθώς απαρτίζονται από δύο ή περισσότερα διαφορετικά υλικά, με τη δυνατότητα δημιουργίας δομών με τις επιθυμητές ιδιότητες. Η ολοένα και ευρύτερη χρήση των σύνθετων υλικών σε πολλές κατασκευές της σύγχρονης εποχής, με πρωταρχικές τις αεροπορικές και αεροδιαστημικές εφαρμογές, έχουν καταστήσει επιτακτική την ανάγκη για επισκευή των κατασκευών αυτών στα σημεία μη επιτρεπόμενων βλαβών, χωρίς να γίνεται αντικατάσταση των κομματιών, καθώς το κόστος τους είναι υπέρμετρο.
Η ανάπτυξη πληθώρας μεθοδολογιών επισκευής συνθέτων, ειδικά σε κατασκευές υψηλής ασφαλείας, είναι απόρροια της αναγκαιότητας να ανακτώνται οι ιδιότητες του υλικού στο βέλτιστο βαθμό, ώστε να εξασφαλίζεται η καλή λειτουργία της κατασκευής με την απαιτούμενη ασφάλεια για εύλογο χρονικό διάστημα. Η δομική επισκευή ενός σύνθετου υλικού εξαρτάται από πολλές παραμέτρους, οι οποίες πρέπει να λαμβάνονται υπόψιν στους υπολογισμούς και αυτός είναι ο λόγος που καθιστά ιδιαίτερα δύσκολη την εύρεση βελτιστοποιημένων μεθόδων.
Στην παρούσα διπλωματική εργασία αναλύεται στο πρόγραμμα πεπερασμένων στοιχείων Abaqus μία προς επισκευή πλάκα από σύνθετο υλικό με κεντρική ρωγμή. Η πλάκα υπόκειται σε θλιπτικό φορτίο για διάφορες ελλειπτικές γεωμετρίες επιθεμάτων επισκευής, με σκοπό την εξαγωγή αποτελεσμάτων ως προς την αντοχή των επισκευασμένων πλακών αλλά και την αφαίρεση υγιούς υλικού από τη σύνθετη πλάκα. Σκοπός είναι η επιλογή του βέλτιστου επιθέματος επισκευής, το οποίο να ανακτά όσο το δυνατόν μεγαλύτερο ποσοστό της αντοχής της αρχικής υγιούς πλάκας με την ταυτόχρονη αφαίρεση του κατά δύναμιν μικρότερου ποσοστού υγιούς υλικού από την πλάκα για την εισαγωγή του επιθέματος. Συνδυαστικά με τους βασικούς αυτούς παράγοντες, ελέγχεται και η κατάσταση αποκόλλησης που προκύπτει από κάθε επίθεμα λίγο πριν την αστοχία της πλάκας, αλλά και η αστοχία που προκαλείται στη μήτρα και τις ίνες της εκάστοτε επισκευασμένης πλάκας σύμφωνα με το κριτήριο αστοχίας του Hashin. |
| author2 |
Makri, Evangelia |
| author_facet |
Makri, Evangelia Μακρή, Ευαγγελία |
| author |
Μακρή, Ευαγγελία |
| author_sort |
Μακρή, Ευαγγελία |
| title |
Επισκευή κατασκευών από σύνθετα υλικά με χρήση ελλειπτικών επιθεμάτων |
| title_short |
Επισκευή κατασκευών από σύνθετα υλικά με χρήση ελλειπτικών επιθεμάτων |
| title_full |
Επισκευή κατασκευών από σύνθετα υλικά με χρήση ελλειπτικών επιθεμάτων |
| title_fullStr |
Επισκευή κατασκευών από σύνθετα υλικά με χρήση ελλειπτικών επιθεμάτων |
| title_full_unstemmed |
Επισκευή κατασκευών από σύνθετα υλικά με χρήση ελλειπτικών επιθεμάτων |
| title_sort |
επισκευή κατασκευών από σύνθετα υλικά με χρήση ελλειπτικών επιθεμάτων |
| publishDate |
2021 |
| url |
http://hdl.handle.net/10889/15297 |
| work_keys_str_mv |
AT makrēeuangelia episkeuēkataskeuōnaposynthetaylikamechrēsēelleiptikōnepithematōn AT makrēeuangelia stepscarfedrepairofcompositematerialsusingellipticalpatches |
| _version_ |
1771297324022104064 |
| spelling |
nemertes-10889-152972022-09-05T20:15:25Z Επισκευή κατασκευών από σύνθετα υλικά με χρήση ελλειπτικών επιθεμάτων Step scarfed repair of composite materials using elliptical patches Μακρή, Ευαγγελία Makri, Evangelia Σύνθετα υλικά Επισκευή Ελλειπτικά επιθέματα Composite materials Repair Elliptical patches Τα σύνθετα υλικά αποτελούν μια κατηγορία υλικών με συνεχώς αυξανόμενο πεδίο εφαρμογών, καθώς απαρτίζονται από δύο ή περισσότερα διαφορετικά υλικά, με τη δυνατότητα δημιουργίας δομών με τις επιθυμητές ιδιότητες. Η ολοένα και ευρύτερη χρήση των σύνθετων υλικών σε πολλές κατασκευές της σύγχρονης εποχής, με πρωταρχικές τις αεροπορικές και αεροδιαστημικές εφαρμογές, έχουν καταστήσει επιτακτική την ανάγκη για επισκευή των κατασκευών αυτών στα σημεία μη επιτρεπόμενων βλαβών, χωρίς να γίνεται αντικατάσταση των κομματιών, καθώς το κόστος τους είναι υπέρμετρο. Η ανάπτυξη πληθώρας μεθοδολογιών επισκευής συνθέτων, ειδικά σε κατασκευές υψηλής ασφαλείας, είναι απόρροια της αναγκαιότητας να ανακτώνται οι ιδιότητες του υλικού στο βέλτιστο βαθμό, ώστε να εξασφαλίζεται η καλή λειτουργία της κατασκευής με την απαιτούμενη ασφάλεια για εύλογο χρονικό διάστημα. Η δομική επισκευή ενός σύνθετου υλικού εξαρτάται από πολλές παραμέτρους, οι οποίες πρέπει να λαμβάνονται υπόψιν στους υπολογισμούς και αυτός είναι ο λόγος που καθιστά ιδιαίτερα δύσκολη την εύρεση βελτιστοποιημένων μεθόδων. Στην παρούσα διπλωματική εργασία αναλύεται στο πρόγραμμα πεπερασμένων στοιχείων Abaqus μία προς επισκευή πλάκα από σύνθετο υλικό με κεντρική ρωγμή. Η πλάκα υπόκειται σε θλιπτικό φορτίο για διάφορες ελλειπτικές γεωμετρίες επιθεμάτων επισκευής, με σκοπό την εξαγωγή αποτελεσμάτων ως προς την αντοχή των επισκευασμένων πλακών αλλά και την αφαίρεση υγιούς υλικού από τη σύνθετη πλάκα. Σκοπός είναι η επιλογή του βέλτιστου επιθέματος επισκευής, το οποίο να ανακτά όσο το δυνατόν μεγαλύτερο ποσοστό της αντοχής της αρχικής υγιούς πλάκας με την ταυτόχρονη αφαίρεση του κατά δύναμιν μικρότερου ποσοστού υγιούς υλικού από την πλάκα για την εισαγωγή του επιθέματος. Συνδυαστικά με τους βασικούς αυτούς παράγοντες, ελέγχεται και η κατάσταση αποκόλλησης που προκύπτει από κάθε επίθεμα λίγο πριν την αστοχία της πλάκας, αλλά και η αστοχία που προκαλείται στη μήτρα και τις ίνες της εκάστοτε επισκευασμένης πλάκας σύμφωνα με το κριτήριο αστοχίας του Hashin. Composite materials constitute a category of materials with a vast range of applications, since they consist of two or more different materials, hence having the ability of creating structures with the desirable properties. The incredibly wide use of composite materials in many constructions in modern times, dominated by the applications in aviation and aerospace, have made the need for repair of these structures’ imperative, in the points of non-allowable damage, without replacement of the pieces, since their cost is excessive. The development of many repair methodologies of composites, especially in high safety structures, is an outcome of the necessity to recover the material’s properties in the optimal degree, so that the good operation and the safety of the construction are secured for a reasonable period. The structural repair of a composite material depends on many parameters, which must be taken into consideration in the calculations, and this is the reason why the development of optimal methods is particularly difficult. The present thesis analyses a repairing composite plate with a central crack, in the finite element analysis program, Abaqus. The plate is subjected to a compressive load for several elliptical patches, for the purpose of drawing conclusions as regards the strength of the repaired plates, as well as the undamaged material removal of the composite plate. Scope is the selection of the optimal repair patch, which recovers as much strength as possible for the repaired plate compared to the initial undamaged plate, and at the same time removes as less undamaged material as possible from the repairing plate for the importation of the patch. In combination with these significant factors, the delamination status caused by each patch just before the plate’s failure is inspected, as well as the matrix’s and the fibers’ failure of each plate according to the Hashin failure criterion. 2021-10-12T05:57:00Z 2021-10-12T05:57:00Z 2021-10-19 http://hdl.handle.net/10889/15297 gr application/pdf |
