ارتباط مستقیم با 30456 استاد
مشاهده لیست مدرسین
مشاهده ویدیوی مدرسین
IELTS-TUTOR
تدریس خصوصی استاد شاسواری
آموزشگاه
باباخانی تدریس فیزیک کنکور
تدریس خصوصی بهمن آبادی
تدریس خصوصی دکتر سرپرست
تدریس ریاضی رجبی
beikmohammadlou
تدریس آیلتس بهرامی
تدریس ریاضی و فیزیک شاسواری
آموزشگاه راه ذکریا
تدریس خصوصی ایران مدرس
ایران مدرس مقاله مطالب علمی وصله های تعمیراتی برای جلوگیری از رشد ترک

وصله های تعمیراتی برای جلوگیری از رشد ترک

به اشتراک گذاری

در رشته مهندسی مکانیک یکی از مباحث مهم بررسی شکست سازه ها از دیدگاه مکانیک شکست است. در دیدگاه مکانیک شکست فرض می شود یک ترک اولیه در سازه وجود دارد و عمر باقیمانده سازه با در نظر گرفتن حضور ترک بدست می آید.


در حالت استاتیکی اگر ضریب شدت تنش (ضریب شدت تنش با ضریب تمرکز تنش متفاوت است) از مقدار بحرانی آن عبور کند ترک رشد می کند ولی در حالت بارگذاری خستگی حتی اگر ضریب شدت تنش از مقدار بحرانی آن کمتر باشد، بر اثر تکرار بارگذاری امکان رشد ترک و شکست نهایی سازه وجود دارد. ضریب شدت تنش پارامتری است که در بحث استحکام سازه ها از دیدگاه مکانیک شکست مورد استفاده قرار می گیرد. ضریب شدت تنش برای سازه های با هندسه و بارگذاری ساده از روابط تحلیلی بدست می آید و برای هندسه های پیچیده با روش های تجربی و یا روش المان محدود و نرم افزارهای انسیس و آباکوس و .... قابل محاسبه است. یکی از روش هایی که برای تعمیر سازه های شامل ترک مورد استفاده قرار می گیرد استفاده از وصله های کامپیوزتی تعمیراتی است که با چسب اعمال می گردد. برای فهم کامل مباحث مرتبط با مکانیک شکست داشتن اطلاعات کافی از دروسی مانند استاتیک، طراحی اجزاء، دینامیک، ریاضی و فیزیک دانشگاهی، مقاومت مصالح و .... که از دروس اصلی مهندسی مکانیک هستند لازم می باشد. پارامترهای مختلفی بر بازدهی و دوام وصله های تعمیراتی اثر می گذارند که در ادامه به تعدادی از آنها اشاره می شود.
پارامترهایی که بر بازدهی و دوام وصله های تعمیراتی برای کند کردن و یا توقف رشد ترک اثر می گذارند شامل ضخامت وصله، لایه چینی، جنس وصله، وصله یک طرفه یا دو طرفه، ضخامت صفحه اصلی، جنس و ضخامت چسب و .... است. در ادامه به صورت مختصر این موارد بررسی خواهد شد. وصله کامپوزیتی رفتار خستگی را بهبود می بخشد، خوردگی را کاهش می دهد و به راحتی شکل می پذیرد. ممکن است از وصله های تعمیراتی به صورت یک طرفه و یا دو طرفه استفاده شود. در مخازن تحت فشار معمولا چون به داخل مخزن دسترسی وجود ندارد از وصله های یک طرفه استفاده می شود. در صفحات وصله دو طرف می تواند استفاده گردد. بازدهی وصله های دو طرفه به نسبت یک طرفه خیلی بیشتر است. در ضمن، وصله یک طرفه به دلیل عدم تقارنی که ایجاد می کند گشتاور خمشی اضافه ای را هم اعمال می کند و باعث می شود ضریب شدت تنش در راستای ضخامت متقارن نباشد و حتی بعضا در طرف بدون وصله ضریب شدت تنش از حالتی که تعمیر انجام نشده بود بیشتر می گردد. بنابراین تا جایی که ممکن است باید از وصله های دو طرفه استفاده کرد. نکته دیگر اینکه با افزایش ضخامت وصله تعمیراتی ضریب شدت تنش و در نتیجه احتمال رشد ترک کاهش می یابد. بنابراین تا جایی که الزامات آیرودینامیکی اجازه می دهد استفاده از وصله های با ضخامت بیشتر بهتر است. حتما بخوانید:
کتاب وصله های تعمیراتی کامپیوزتی فصل ششم
در مقالات متعدد روی جنس چسب و ضخامت آن هم کار شده است. به صورت کلی می توان گفت هر عاملی که برای خود چسب خوب است برای بازدهی کلی وصله ضرر دارد. مثلا در حالتی که ضخامت چسب را افزایش می دهیم تنش در خود چسب کم می شود ولی بازدهی وصله کاهش پیدا می کند. بازدهی وصله وقتی خوب است که باعث شود ضریب شدت تنش کمتر شود. به هر میزان کاهش ضریب شدت تنش بیشتر باشد وصله مفیدتر بوده است. چون همانطور که گفته شد عاملی که در حالت مکانیک شکست خطی الاستیک رشد ترک را کنترل می کند همان ضریب شدت تنش است. در رابطه با جنس چسب هم می توان گفت که با افزایش مدول برشی چسب تنش ها در خود چسب بیشتر می شود (برای چسب ضرر دارد) ولی برای بازدهی وصله مفید است. البته در بحث وصله های کامپوزیتی باید هر دو عامل دوام وصله که به تنش های ایجاد شده در چسب بستگی دارد و بازدهی وصله که به میزان کاهش ضریب شدت تنش بستگی دارد در نظر گرفته شود. وصله روی کاغذ به هر میزان نشان دهد که بازدهی خوبی دارد اگر در عمل اتصال چسب قطع شود فایده ای ندارد. بنابراین تحلیل کامل تحلیلی است که هر دو عامل را با هم در نظر بگیرد. ابعاد وصله تعمیراتی مانند طول و عرض آن هم در مقالات مختلف مورد بررسی قرار گرفته اند. البته با افزایش طول و یا عرض وصله بازدهی آن بیشتر می شود اما تاثیر آن خیلی زیاد نیست. نکته دیگر اینکه به هر میزان مدول یانگ و یا مدول الاستیسیته وصله بیشتر شود عملکرد آن در کاهش احتمال رشد ترک و کم شدن ضریب شدت تنش بهتر خواهد بود. به عنوان مثال وصله بور اپوکسی به نسبت گلاس اپوکسی بازدهی خیلی بیشتری دارد.
پارامترهای دیگری هم بر بازدهی وصله های تعمیراتی اثر می گذارند که در مقالات مختلف مورد بررسی قرار گرفته اند. برای بررسی این وصله ها می توان از نرم افزارها استفاده کرد و یا کار تجربی انجام داد. از وصله های تعمیراتی برای تعمیر بالگرد (به صورت محدود)، هواپیما، لوله ها، مخازن و ... استفاده می شود. این وصله ها به نسبت روش های سنتی تعمیرات ترک مانند جوشکاری و یا وصله های فلزی متصل شده با پرچ و .... کارایی بالاتری دارند و مزیت های بیشتری را هم دارند. در مهندسی مکانیک بحث رشد ترک و تخمین عمر از دیدگاه مکانیک شکست از مباحث مهم است و تعمیرات ترک هم بسیار مورد توجه محققین می باشد. مطالعه کنید:
وصله های کامپوزیتی برای تعمیر ترک - کاربرد مکانیک شکست در مهندسی مکانیک


منبع: ایران مدرس (استفاده از مطالب با ذکر منبع و لینک به ایران مدرس بلامانع است)


آمار بازدید: 1249 بار
ثبت نظر درباره مقاله
Security Image