بررسي عددي و تحليلي اتصال تك لبه با چسب مدرج تابعي

Analytical and numerical study of the single-lap joint with functionally graded adhesive

تحليل هاي عددي نشان داده است، تمركز تنش در لبه ها در اتصالات چسبي عامل شروع گسيختگي اتصال است. اخيرا استفاده از چسب مدرج تابعي به عنوان يك روش براي كاهش تمركز تنش در لبه ها پيشنهاد شده است. در اين تحقيق با استفاده از مدل المان محدود سه بعدي توزيع تنش در اتصال با چسب مدرج تابعي مورد بررسي قرار گرفته است. به منظور صحه سنجي، مدل المان محدود و حل تحليلي براي اتصال تك لبه با چسب مدرج تابعي مقايسه شدند كه نتايج دو تحليل تطابق خوبي را نشان دادند. در ادامه اتصال تك لبه با چسبنده هاي كامپوزيتي و چسب مدرج تابعي مورد بررسي قرار گرفت. نتايج بدست آمده نشان چسب مدرج تابعي مي تواند تمركز تنش در لبه ¬هاي اتصال را كاهش دهد همچنين شبيه سازي هاي عددي نشان داد با افزايش مدول الاستيك عضوهاي اتصال چسب مدرج تابعي به ميزان بيشتري مي تواند تمركز تنش در لبه هاي اتصال را كاهش دهد.

Numerical analysis reveals that stress concentration in the edges of adhesive joint is a key factor associated to failure initiation in joints. Recently functionally graded (FG) adhesives introduced as practical solution to reduce stress concentration in the joint edges. In this research stress distribution in the single lap joint (SLJ) with FG adhesive is investigated using 3D finite element model (FEM). Analytical solution is used to verify FEM results. A SLJ with composite adherent and FG adhesive subjected to tensile load is studies. Results show using FG adhesive can reduce stress concentration in the edges of the joint. Moreover this is reveals that as stiffness of the adherent increases the FG adhesive cane reduces stress concentration in adhesive more effectively.