طراحي نرم‌افزار تحليل الاستوپلاستيك اتصالات چسبي و بررسي اتصال تك لبه بر اساس مدل اصلاح‌شده گولاند

Designing adhesive joint evaluation software based on the MATLAB and ABAQUS,and analysis of single-lap joint

هندسه اتصال، شرايط بارگذاري، جنس چسب و اعضاي اتصال نقش عمده¬اي در توزيع تنش در لبه اتصال دارند. آگاهي از توزيع تنش در لبه اتصال فاكتور مهمي در طراحي اتصالات چسبي است. در اين تحقيق يك نرم¬افزار تحليل اتصالات چسبي برپايه تحليل المان محدود، براي چهار نوع اتصال تك¬لبه، دو¬لبه، اتصال تي¬شكل و اتصال شيبدار ارائه شده است. اين نرم‌افزار قابليت در نظر گرفتن خواص الاستوپلاستيك براي چسب و عضوهاي اتصال را داراست. همچنين نوع شرايط مرزي در اين نرم‌افزار اعم از نيرو و يا جابجايي قابل انتخاب مي باشد. براي در نظر گرفتن انواع شرايط بارگذاري نيز، امكان انتخاب دو نوع تحليل استاتيكي و ديناميكي در نظر گرفته‌شده است. پس از انجام تحليل، نرم‌افزار توزيع تنش در چسب كه كليدي‌ترين عامل در طراحي اتصالات چسبي است را ارائه مي‌دهد. در اين تحقيق با استفاده از اين نرم‌افزار به بررسي اتصال تك لبه پرداخته‌شده است. ابتدا با استفاده از مدل اصلاح‌شده گولاند نتايج المان محدود ارائه‌شده توسط اين نرم¬افزار اعتبار سنجي شدند. سپس تأثير مدول الاستيك چسب، استفاده از دو نوع چسب در لبه اتصال و وجود گپ در طول چسب مورد بررسي قرار گرفتند. نتايج به‌دست‌آمده نشان داد كه استفاده از دو نوع چسب با مدول الاستيك مختلف مي‌تواند تمركز تنش در لبه‌هاي چسب را كاهش داد.

Joint interface geometry, loading condition and material properties of adhesive and adherents have important role in stress distribution in adhesive joints and finally joint load bearing capacity. Because lack of the special and free adhesive finite element (FE) evaluation software, the goal of this work is to design and implement FE software based on the MATLB and ABAQUS. The designed software have capability of assuming elasto-plastic behavior of the both adhesive and adherents. Boundary condition also could be specified in term of load or displacement applied to the joint. After doing analysis in this software stresses field as key parameter in designing adhesive joint will be presented. Analytical model of Goland was used to verify accuracy of FE result of this software for single-lap joint then using this software single-lap joint was investigated and stress distribution in adhesive and contributing parameters discussed in detail. In single-lap joint the effect of bi-adhesive joint, adhesive elastic modules and gap length in adhesive was investigated. Result shows using softer adhesive in the edge of the bond-line could decrease stress concentration in the adhesive edges.