مهندسی مکانیک مدرس

مهندسی مکانیک مدرس

بررسی مکانیزم های خرابی در ورق های آلومینیومی ترک دار ترمیم شده با وصله های کامپوزیتی به روش آکوستیک امیشن

نویسندگان
1 دانشجوی دکتری مهندسی مکانیک دانشگاه صنعتی امیرکبیر
2 فارغ التحصیل کارشناسی ارشد دانشگاه صنعتی مالک اشتر
3 دانشجوی دکتری دانشگاه صنعتی امیرکبیر
4 دانشیار دانشگاه صنعتی امیرکبیر، دانشکده مکانیک
5 استاد دانشکده هوافضا دانشگاه صنعتی امیرکبیر
چکیده
یک سازه در طول دوره عمر خود تحت بارهای استاتیکی و دینامیکی زیادی قرار می‌گیرد، که باعث صدمه و یا تضعیف سازه می‌شوند. امروزه به منظور ترمیم نواحی صدمه‌ دیده از وصله‌های کامپوزیتی استفاده می‌شود. چند لایه‌های کامپوزیتی دارای خصوصیات منحصر بفردی از جمله نسبت استحکام به وزن بالا و مقاوم در برابر خوردگی می‌باشند. در سازه‌های ترمیم شده با چند لایه‌های کامپوزیتی در حین بارگذاری انواع خرابی‌های مختلف بوجود می‌آید، که عبارتند از: شکستگی الیاف، شکستگی ماتریس، جدایش الیاف از ماتریس و شکست سازه فلزی. پژوهش حاضر به بررسی مکانیزم‌های خرابی ورق آلومینیومی 2024-T3 ترک‌دار ترمیم‌شده با کامپوزیت‌ شیشه/ اپوکسی به روش آکوستیک امیشن می پردازد. بدین منظور نمونه های آزمایش با لایه چینی های مختلف ساخته شده و تحت بارگذاری شبه استاتیکی کششی قرار گرفتند و همزمان سنسورهای آکوستیک امیشن به منظور داده برداری بر روی نمونه ها نصب شدند. ابتدا داده‌های مکانیکی نمونه‌ها حاصل از تست شبه استاتیکی در حالت‌های مختلف بر اساس تعداد لایه‌چینی وصله های کامپوزیتی تحلیل شد. سپس داده‌های آکوستیکی با داده‌های مکانیکی مقایسه شد. همچنین از تصاویر میکروسکوپ الکترونی روبشی حاصل از سطوح شکست نمونه ها برای صحه گذاری استفاده شد. نتایج بدست آمده از این پژوهش نشان می دهد که وصله 4 لایه نسبت به وصله 8 لایه و 12 لایه استحکام کششی و کرنش شکست بیشتری دارد. همچنین تطابق قابل قبول بین نتایج حاصل از داده‌های مکانیکی و آکوستیکی است. همچنین عملکرد مطلوب روش آکوستیک امیشن را در تعیین لحظه خرابی در نمونه ترمیم‌شده با وصله کامپوزیتی نیز نشان میدهد.
کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله English

Investigation of failure mechanisms of notched aluminum plates repaired with composite patches using acoustic emission method

نویسندگان English

mir mohammad mousavi nasab 1
hamid fotouhi 2
Reza Mohammadi 3
Mehdi Ahmadi Najafabadi 4
Hossein Hosseini Toudeshky 5
1 Phd student of Mechanical engineering of Amirkabir University of Technology
2 M.Sc graduate of Malek Ashtar University
3 PhD student Amirkabir University of Technology
5 Professor, Aerospace Faculty of Amirkabir University of Technology
چکیده English

Structures during their lifetime experience plenty of static and dynamic loads. These loads cause failure or undermine the structures. So, reinforcement or repairing failed parts is one way to repair out of service structures. Composite materials have been used to reinforce structures. These materials enjoy advantages such as the proportion of their strength to their weight. As these structures get exposed to some load a number of failures get introduced. This research investigates the failure mechanisms of a notched 2024-T3 aluminum plate repaired with a composite patch using visual and acoustic emission methods. After constructing the specimens, tensile test has been conducted, and acoustic emission sensors have been stocked on the surface of the plate, so that they can record acoustic data. At the first stage, mechanical data obtained from the specimens in different states based on the number of layering have been analyzed. At the second stage, acoustic data, obtained from recording of acoustic emission signals, have been compared with the mechanical data. Also the images obtained from SEM were used to investigation of damages. According to this research, it is identified that a reasonable correspondence between the results obtained from mechanical and acoustic data and the desired functionality of the acoustic emission method in determining failure mechanism in those specimens that are repaired with composite patches.

کلیدواژه‌ها English

Failure Mechanisms
Composite Patch
Aluminum plate
Acoustic emission