مطالعه پدیده رشد ترک در اتصالات چسبی با استفاده از روش المان محدود گسترش یافته به کمک نرم افزار abaqus

به دلیل فواید بسیار نظیر سادگی ایجاد و سبک بودن، استفاده از چسب ها در ایجاد اتصالات سازه ای در صنایع مهم به خصوص صنایع هوافضا به سرعت در حال افزایش است. فلزات و مواد غیر فلزی متصل شده به یکدیگر به وسیله چسب ها، نیازمند اندازه گیری های دقیق برای اطمینان از پایداری سازه در عمر کاری خود تحت شرایط مختلف محیطی و بارگذاری های مختلف می باشند. یکی از جنبه های مهم طراحی این سازه ها پیش بینی مقاومت اجزا اتصال یافته در برابر شکست است. اتصالات به صورت بالقوه؛ بخش هایی از سازه هستند که بیشتر در معرض تمرکز تنش و در نتیجه شروع شکست می باشند. در پژوهش حاضر خصوصیات مکانیکی چسب مورد استفاده به کمک نمونه استاندارد کشش محاسبه شده است و از نمونه استاندارد شکست مد یک، ct ، برای محاسبه انرژی بحرانی آزاد شده مد یک چسب استفاده شده است. این خصوصیات برای پیش بینی به وجود آمدن و رشد ترک در اتصالات به کمک روش المان محدود گسترش یافته استفاده شده اند. علاوه بر این چند نمونه تیر یک سر گیر دارد دوبل، dcb ، با یک لایه از چسب با ضخامت مشخص، به منظور مطالعه آزمایشگاهی مسیر رشد ترک در مرز فلز و چسب و در داخل لایه آن، ساخته شده و مورد آزمایش قرار گرفت. روش المان محدود گسترش یافته ی به کار رفته در نرم افزار abaqus، از معیار های مختلفی برای پیش بینی آغاز رشد ترک استفاده می کند. رشد ترک در این نرم افزار به کمک تکنیک ترک بسته شده مجازی مورد تحلیل قرار می گیرد. از این قابلیت نرم افزار برای تعیین شرایط آغاز رشد ترک و پیش بینی مسیر رشد آن استفاده شده است. آزمایش های صورت گرفته به کمک روش المان محدود گسترش یافته مدل سازی شده و نتایج آن با نتایج آزمایشگاهی مقایسه شده است. در پژوهش حاضر از تئوری مکانیک شکست الاستیک خطی استفاده شده است. نتایج نرم افزاری حاصل تشابه بسیار خوبی با نتایج آزمایشگاهی را نشان دادند.