| Περίληψη: | Η χρήση θερμοπλαστικών υλικών σε αεροναυπηγικές και αεροδιαστημικές κατασκευές αυξάνεται συνεχώς τα τελευταία χρόνια. Ωστόσο, η σύνδεση των θερμοπλαστικών υλικών γίνεται με χρήση μηχανικών συνδέσεων ή χρήση κόλλας, γεγονός που παρουσιάζει κινδύνους, καθώς μπορεί να επέλθει καταστροφική αστοχία λόγω αποσύνδεσης των δομικών μερών. Στην παρούσα διπλωματική εργασία παρουσιάστηκε ένας ανερχόμενος τρόπος σύνδεσης θερμοπλαστικών υλικών, η συγκόλληση, και πραγματοποιήθηκε αριθμητική προσομοίωση και μοντελοποίηση της αποκόλλησης στις συνδέσεις συγκόλλησης υπό διάφορους τύπους φόρτισης. Η προσομοίωση της συμπεριφοράς της σύνδεσης συγκόλλησης με αγωγιμότητα βασίστηκε στο Μοντέλο Ζώνης Συνοχής και αναπτύχθηκαν αριθμητικά μοντέλα που προσομοίαζαν θραυστομηχανικά πειράματα σε τρεις τύπους δοκιμίων. Τα δοκίμια που αναπτύχθηκαν με τη μέθοδο Πεπερασμένων Στοιχείων ήταν το δοκίμιο Διπλής Προβόλου Δοκού, το δοκίμιο Διάτμησης Πλακών Διαφορετικού Μήκους με Ρωγμή και το δοκίμιο Διάτμησης με Σύνδεση Μονής Επικάλυψης Στρώματος. Για την επιβεβαίωση των αριθμητικών μοντέλων Πεπερασμένων Στοιχείων πραγματοποιήθηκε πειραματική διαδικασία για τη μελέτη της συμπεριφοράς των συνδέσεων συγκόλλησης με αγωγιμότητα σε δοκίμια Διπλής Προβόλου Δοκού και δοκίμια Κάμψης με Εγκοπή στο Άκρο, υπό ψευδοστατικά φορτία και φορτία κόπωσης τύπου-Ι και τύπου-ΙΙ, ενώ χρησιμοποιήθηκαν και πειραματικά αποτελέσματα από τη σχετική βιβλιογραφία. Στο τέλος της εργασίας πραγματοποιήθηκε σύγκριση των αποτελεσμάτων των αριθμητικών μοντέλων με τα πειραματικά αποτελέσματα. Από τα αποτελέσματα που εξήχθησαν προκύπτει ότι οι προδιαγραφές ASTM D5528-13 και ASTM D7905-14 μπορούν να χρησιμοποιηθούν για το χαρακτηρισμό της θραυστομηχανικής συμπεριφοράς των συνδέσεων συγκόλλησης με αγωγιμότητα. Επίσης, προκύπτει ότι το μοντέλο που αναπτύχθηκε μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την προσομοίωση της αποκόλλησης σε συνδέσεις συγκόλλησης με μεγάλη ακρίβεια και μικρό υπολογιστικό κόστος. Τέλος, παρατηρείται ότι το πρόγραμμα ANSYS APDL δεν μπορεί να προβλέψει την απότομη διάδοση της αποκόλλησης που παρουσιάστηκε κατά το πείραμα, αλλά η καμπύλη των αριθμητικών αποτελεσμάτων δείχνει να ακολουθεί ικανοποιητικά την τάση των πειραματικών αποτελεσμάτων.
|
|---|
