دوره 22، شماره 3 - ( اسفند 1400 )                   جلد 22 شماره 3 صفحات 211-201 | برگشت به فهرست نسخه ها

‎ 10.52547/mme.22.3.201
‎ 20.1001.1.10275940.1400.22.3.4.9

XML English Abstract Print

Download citation:
BibTeX | RIS | EndNote | Medlars | ProCite | Reference Manager | RefWorks
Send citation to:
Shiri K, Eftekhari Shahri S E, Rastegari Kupaii H. Experimental Study of the Effects of Rectangular and H-Shaped Woven Nanocomposites Patch on tensile properties of Repaired AL5251 Sheets. Modares Mechanical Engineering 2022; 22 (3) :201-211
URL: http://mme.modares.ac.ir/article-15-53373-fa.html
شیری کیوان، افتخاری شهری سید احسان، رستگاری کوپایی حبیب الله. بررسی تجربی تأثیر وصله نانو کامپوزیتی مستطیلی و Hشکل بر خواص کششی نمونه‌های ترمیم شده آلیاژ آلومینیوم 5251. مهندسی مکانیک مدرس. 1400; 22 (3) :201-211

URL: http://mme.modares.ac.ir/article-15-53373-fa.html

بررسی تجربی تأثیر وصله نانو کامپوزیتی مستطیلی و Hشکل بر خواص کششی نمونه‌های ترمیم شده آلیاژ آلومینیوم 5251
کیوان شیری1 ، سید احسان افتخاری شهری* 2، حبیب الله رستگاری کوپایی3
1- مهندسی مکانیک، دانشکده مهندسی مکانیک و مواد، دانشگاه صنعتی بیرجند، بیرجند، ایران
2- گروه مهندسی مکانیک، دانشکده مهندسی مکانیک و مواد، دانشگاه صنعتی بیرجند، بیرجند، ایران ، e.eftekhari@birjandut.ac.ir
3- گروه مهندسی مواد، دانشکده مهندسی مکانیک و مواد، دانشگاه صنعتی بیرجند، بیرجند، ایران
چکیده:   (1741 مشاهده)
جوانه‌زنی و رشد ترک در قطعات و سازه‌های مهندسی یک امر اجتناب‌ناپذیر است. تعویض قطعه یا قسمتی از آن که دچار آسیب شده، ساده‌ترین راه برای جلوگیری از وقوع از کار افتادگی است که البته همواره مقرون به صرفه نمی‌باشد. لذا در بسیاری از موارد می‌توان با تعمیر قطعه‌، عمر قطعات کار کرده معیوب را افزایش داد. ‌یکی از راهکارهای مؤثر، ترمیم محل ترک خوردگی به وسیله وصله‌های کامپوزیتی از طریق چسباندن آنها بر روی محل تشکیل ترک است. هدف این پژوهش، بررسی چگونگی اثر وصله بر رفتار رشد ترک و همچنین تاثیر هندسه وصله بر خواص مکانیکی آلیاژ آلومینیوم Al5251 می‌باشد. برای این منظور، از وصله کامپوزیتی کولار با هندسه مستطیلی و H شکل استفاده شده است. برای بررسی خواص مکانیکی و ارزیابی رفتار رشد ترک در نمونه‌ها، آزمون کشش اجرا شد. تاثیر مساحت مؤثر و شکل هندسی وصله بر قابلیت تحمل بار، میزان تغییر طول نمونه، چقرمگی و نیروی آغاز ترک بررسی شده است. نتایج بدست آمده نشان داد که با استفاده از وصله کامپوزیتی، میزان تغییر طول نمونه تا شکست، مقدار نیرو در لحظه شروع ترک و مقدار نیروی شکست نسبت به نمونه‌های بدون ترمیم افزایش یافته است. همچنین، مقایسه وصله‌ها با مساحت مؤثر برابر نشان داد نمونه ترمیم شده با وصله با هندسه H شکل، قابلیت تحمل بار بیشتری نسبت به وصله مستطیل شکل دارد. همچنین میزان چقرمگی در نمونه ترمیم شده با وصله H شکل نیز افزایش یافته است.
واژه‌های کلیدی: آلیاژ آلومینیوم 5251، ترمیم قطعه، وصله کامپوزیتی، هندسه‌ وصله‌، خواص کششی
متن کامل [PDF 786 kb]   (976 دریافت)    
نوع مقاله: پژوهشی اصیل | موضوع مقاله: تجزیه و تحلیل و انتخاب مواد
دریافت: 1400/3/27 | پذیرش: 1400/6/13 | انتشار: 1400/11/10
فهرست منابع
1. Baker AA. Fatigue crack propagation studies on aluminum panels patched with boron/epoxy composite. International conference on aircraft damage assessment and repair, Melbourne, Australia; 1970.
2. Baker AA, Rose LRF, Jones R. Advances in the bonded composite repair of metallic aircraft structure. Elsevier, Amsterdam; 2002.
3. Chukwujekwu Okafor A, Singh N, Enemuoh UE, Rao SV. Design, analysis and performance of adhesively bonded composite patch repair of cracked aluminum aircraft panels. Composite Structures. 2005; 71: 258-270. [DOI:10.1016/j.compstruct.2005.02.023]
4. Oudad W, Bachir Bouiadjra B, Belhouari M, Touzain S, Feaugas X. Analysis of the plastic zone size ahead of repaired cracks with bonded composite patch of metallic aircraft structures. Computational Materials Science. 2009; 46 (4): 950-954. [DOI:10.1016/j.commatsci.2009.04.041]
5. Masood M, Ghasemi AR, Modified couple stress theory and finite strain assumption for nonlinear free vibration and bending of micro/nanolaminated composite Euler-Bernoulli beam under thermal loading. Journal of Mechanical Engineering Science. 2017; 231 (21): 4044-4056. [DOI:10.1177/0954406216656884]
6. Attar MM, Barati F, Ahmadpour M, Rezapour E, Failure analysis of unidirectional polymeric matrix composites with two serial pin loaded-holes, Mechanical Science and Technology, 2016; 30 (6): 2583-2591. [DOI:10.1007/s12206-016-0519-5]
7. Robati H, Attar MM, Analytical study of a pin-loaded hole in unidirectional laminated composites with triangular and circular fibers. Applied Mechanics. 2013; 80 (2): 0210181. [DOI:10.1115/1.4007212]
8. Tsai GC, Shen SB. Fatigue analysis of cracked thick aluminum plate bonded with composite patches. Composite Structures. 2004; 64: 79-90. [DOI:10.1016/S0263-8223(03)00216-2]
9. Ghasemi AR, Hosseinpour K. Thermo-magneto-mechanical long-term creep behavior of three-phase nanocomposite cylinder. Composites Science and Technology. 2018; 167: 71-78. [DOI:10.1016/j.compscitech.2018.07.028]
10. Ghasemi AR, Mohandes M, Dimitri R, Tornabene F. Agglomeration effects on the vibrations of CNTs/fiber/ polymer/metal hybrid laminates cylindrical shell, Composites Part B: Engineering, 2019; 167: 700-716. [DOI:10.1016/j.compositesb.2019.03.028]
11. Dehghanpour S, Nezamabadi A, Attar M, Barati F, Tajdari M. Repairing cracked aluminum plates by aluminum patch using diffusion method. Mechanical Science and Technology, 2019; 33: 4735-4743. [DOI:10.1007/s12206-019-0914-9]
12. Lee WY, Lee JJ. Successive 3D FE analysis technique for characterization of fatigue crack growth behavior in composite-repaired aluminum plate. Composite Structures, 2004; 66 (1-4): 513-520. [DOI:10.1016/j.compstruct.2004.04.074]
13. Tsouvalis NG, Mirisiotis LS, Dimou DN. Experimental and numerical study of the fatigue behaviour of composite patch reinforced cracked steel plates. International Journal of Fatigue. 2009; 31 (10): 1613-1627. [DOI:10.1016/j.ijfatigue.2009.04.006]
14. Hosseini-Toudeshky H, Sadighi M, Vojdani A. Effects of curing thermal residual stresses on fatigue crack propagation of aluminum plates repaired by FML patches. Composite Structures. 2013; 100: 154-162. [DOI:10.1016/j.compstruct.2012.12.052]
15. Gu Jk, Yoon HS, Choi NS. Acoustic emission characterization of a notched aluminum plate repaired, with a fiber composite patch. Composites Part A: Applied Science and Manufacturing. 2012; 43: 2211-2220. [DOI:10.1016/j.compositesa.2012.07.018]
16. Ashenai Ghasemi F, Bagheri G, Pourkamali Anaraki A. Experimental analysis of tensile strength of lateral notched aluminum plates reinforced by the Fiber metal laminate (FML) patches. Modares Mechanical Engineering. 2015; 15 (3): 1-8 (In Persian).
17. Ashenai Ghasemi F, Fallah Rahmatabadi A, Payganeh GH, Pourkamali Anaraki A. An Experimental Study on the Tensile Behavior of the Cracked Aluminum Plates Repaired with FML Composite Patches. Mechanics & Industry. 2013; 14: 53-58. [DOI:10.1051/meca/2012040]
18. Shinde H, Kumar P, Karnik M, Shinde P, Todkar A. Fatigue analysis of pre-cracked aluminium alloy thin sheets repaired with a CFRP patch at elevated temperature. Journal of the Institution of Engineers (India): Series C. 2020; 101: 303-311. [DOI:10.1007/s40032-019-00547-5]
19. Bakare AK, Shaikh AA, Kale SS. Comparison of SCC behaviour of crack in thin aluminium structure with and without single sided composite patch repair. Engineering Failure Analysis. 2020; 118: 104781. [DOI:10.1016/j.engfailanal.2020.104781]
20. Aabid A, Hrairi M, Mohamed Ali JS. Optimization of composite patch repair for center-cracked rectangular plate using design of experiments method. Materials Today: Proceedings. 2020; 27 (2): 1713-1719. [DOI:10.1016/j.matpr.2020.03.639]
21. Sadek K, Aour B, Bachir Bouiadjra BA, Fari Bouanani M, Khelil F. Analysis of Crack Propagation by Bonded Composite for Different Patch Shapes Repairs in Marine Structures: A Numerical Analysis. International Journal of Engineering Research in Africa. 2018; 35: 175-184. [DOI:10.4028/www.scientific.net/JERA.35.175]
22. Bachir Bouiadjra B, Fari Bouanani M, Albedah A, Benyahia F, Es-Saheb M. Comparison between rectangular and trapezoidal bonded composite repairs in aircraft structures: a numerical analysis. Materials & Design. 2011; 32 (6) :3161-3166. [DOI:10.1016/j.matdes.2011.02.053]
23. Khan Mohammed SMA, Mhamdia R, Albedah A, Bachir Bouiadjra BA, Bachir Bouiadjra B, Benyahia F. Fatigue crack growth in aluminum panels repaired with different shapes of single-sided composite patches. International Journal of Adhesion & Adhesives. 2021; 105: 102781. [DOI:10.1016/j.ijadhadh.2020.102781]
24. Fekih SM, Albedah A, Benyahia F, Belhouari M, Bachir Bouiadjra B, Miloudi A. Optimization of the sizes of bonded composite repair in aircraft structures. Materials & Design. 2012; 41: 171-176. [DOI:10.1016/j.matdes.2012.04.025]
25. Okafor AC, Singh N, Enemuoh UE, Rao SV. Design, analysis and performance of adhesively bondedcomposite patch repair of cracked aluminum aircraft panels. J Compos Struct 2005; 71: 258-270. [DOI:10.1016/j.compstruct.2005.02.023]
26. Talebi B, Abedian A. Numerical modeling of adhesively bonded composite patch repair of cracked aluminum panels with concept of CZM and XFEM. Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers Part G Journal of Aerospace Engineering. 2015; 230 (8): 1448-1466. [DOI:10.1177/0954410015612120]
ارسال نظر درباره این مقاله : نام کاربری یا پست الکترونیک شما:
CAPTCHA
ارسال پیام به نویسنده مسئول

بازنشر اطلاعات
Creative Commons License این مقاله تحت شرایط Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License قابل بازنشر است.