بررسي عددي و تجربي انتشار ترك در مود كششي اتصالات چسبي فلز به فلز با استفاده از روش جديد آزمايش خمش چهار نقطه

روش اتصالات چسبي به سبب فراهم آوري مزايايي همچون قابليت اتصال مواد نامشابه، توزيع تنش يكنواخت تر، كاهش وزن سازه، كاهش خوردگي گالوانيك و عمر خستگي بالا، داراي كاربردهاي فراواني در صنايع مختلف از جمله خودروسازي، هوافضا و دريايي ميباشد. با توجه كاربرد فراوان اين روش، بررسي شكست اين اتصالات در مواجهه با ترك از اهميت خاصي برخوردار بوده و به دو دسته كلي شكست بين چسب و چسبنده و شكست درون چسب تقسيم ميگردند. اتصالات چسبي بايد به گونهاي طراحي و ساخته شوند كه شكست نوع دوم يعني شكست درون چسب را تجربه نمايند. از آنجا كه چسب ها به سبب ماهيت پليمري و ترد گونه، مقاومت نسبتا كمي در برابر رشد ترك دارند، لذا توصيف و اندازه گيري آزمايشگاهي ميزان مقاومت اتصالات چسبي در برابر رشد و انتشار ترك از اهميت خاصي برخوردار ميباشد. ميزان مقاومت اتصالات چسبي در برابر رشد ترك توسط پارامتري به نام انرژي شكست درون چسبي توصيف ميگردد. يكي از بحراني ترين حالات بارگذاري در اتصالات چسبي، بارگذاريهاي كششي ميباشند. تاكنون نمونه هاي آزمايشگاهي مختلفي جهت اندازهگيري انرژي شكست مود كششي در اتصالات چسبي ارائه شده است كه هر يك داراي مزايا و محدوديتهايي ميباشند. در پژوهش حاضر يك نمونه آزمايشگاهي جديد و در عين حال ساده تحت عنوان تير خمشي اتصال چسبي چهار نقطه معرفي شده است بطوري كه ميتواند انرژي شكست كششي درون لايه چسب را اندازهگيري نمايد. در ابتدا به كمك شبيه سازي اجزاي محدود و روش انتگرال جي، پارامترهاي شكست در لايه چسب از جمله ضرايب بيبعد هندسي مربوط به طول تركهاي مختلف استخراج مي گردند. سپس با انجام تستهاي آزمايشگاهي بر روي قطعه تير خمشي اتصال چسبي پيشنهادي و درنظرگيري سه طول ترك مختلف، مقادير انرژي شكست درون لايه چسب محاسبه ميگردند. مقادير انرژي شكست اندازه گيري شده توسط قطعه پيشنهادي در اين مقاله در تطابق بسيار خوبي با نتايج حاصل از نمونههاي تستي ديگر موجود در مراجع از جمله هندسه تير دو لبه اتصال چسبي يكسرگيردار ( DCB ) ميباشد. به عبارت ديگر نمونه تير خمشي اتصال چسبي پيشنهاد شده در اين مقاله بدون احتياج به ساز و كار پيچيده بارگذاري ميتواند براي اندازهگيري آزمايشگاهي انرژي شكست كششي درون لايه چسبِ انواع چسبهاي سازهاي مورد استفاده قرار گيرد.