| Περίληψη: | Η σύνδεση των συνθέτων υλικών με συγκόλληση ή κόλλα εφαρμόζεται ευρύτατα, όμως αυτός ο τρόπος σύνδεσης παρουσιάζει κινδύνους καθώς μπορεί να οδηγήσει σε καταστροφική αστοχία της κατασκευής εξαιτίας της αποσύνδεσης. Προκειμένου η κατασκευή να αστοχήσει με ασφάλεια τοποθετούνται επιπλέον μηχανισμοί οι οποίοι επιβραδύνουν την διάδοση της αποσύνδεσης.
Στην παρούσα διπλωματική εργασία πραγματοποιήθηκε βελτιστοποίηση του σχεδιασμού μηχανισμών επιβράδυνσης της αποσύνδεσης δύο πλακών με τη μέθοδο των πεπερασμένων στοιχείων. Οι πλάκες ήταν κατασκευασμένες από σύνθετο υλικό θερμοπλαστικής μήτρας πολυεθεραθερκετόνης χαμηλού σημείου τήξης (LM-PAEK) ενισχυμένη με ίνες άνθρακα, TC122. Η σύνδεση των δυο πλακών πραγματοποιήθηκε με την μέθοδο της άμεσης συγκόλλησης με συμπολυμερισμό. Προκειμένου να προσεγγιστεί η συμπεριφορά της σύνδεσης, χρησιμοποιήθηκε η μέθοδος ζώνης συνοχής και κατασκευάστηκαν αριθμητικά μοντέλα που προσομοίαζαν θραυστομηχανικά πειράματα σε τέσσερα διαφορετικά δοκίμια. Τα δοκίμια που κατασκευάστηκαν ήταν το δοκίμιο της διπλής προβόλου δοκού (DCB), το δοκίμιο της κάμψης με αρχική ρωγμή (ENF), το δοκίμιο της διάτμησης με ρωγμή στη στρώση της σύνδεσης (CLS), και τέλος το δοκίμιο της διάτμησης σε σύνδεση ενός στρώματος (SLS). Στη συνέχεια, πραγματοποιήθηκε παραμετρική ανάλυση για τον σχεδιασμό των μηχανισμών επιβράδυνσης της αποσύνδεσης χρησιμοποιώντας ήλους στα δοκίμια CLS και ENF. Στην ανάλυση αυτή για το πρώτο δοκίμιο μελετήθηκε η διάμετρος των ήλων για 3 mm , 5 mm και 7 mm και η απόσταση από την αρχή της σύνδεσης η οποία ήταν 10 mm , 20 mm και 30 mm. Επίσης μελετήθηκε και ο τρόπος τοποθέτησης δύο ήλων σε σειρά μεταβάλλοντας την μεταξύ τους απόσταση από 3 mm σε 5 mm και 7 mm, σε αυτή τη περίπτωση οι ήλοι είχαν σταθερή διάμετρο 3 mm και σταθερή απόσταση από την αρχή της σύνδεσης 10 mm. Για το δεύτερο δοκίμιο μελετήθηκε η διάμετρος των ήλων για 3 mm , 5 mm και 7 mm και απόσταση από την αρχή της σύνδεσης 10mm. Από τις αναλύσεις αυτές προκύπτουν διαγράμματα δύναμης – μετατόπισης, διαγράμματα επιφάνειας αστοχίας – μετατόπισης καθώς και κατανομές της διατμητικής τάσης zx και της ενεργής πλαστικής παραμόρφωσης.
Από τα αποτελέσματα που εξήχθησαν από τις αναλύσεις προκύπτει ότι η χρήση αυτών των μηχανισμών συμβάλει πράγματι στην επιβράδυνση της αποσύνδεσης των δύο πλακών ενώ παράλληλα αυξάνει και το φορτίο που μπορεί να φέρει η σύνδεση.
|
|---|
