بهبود استحكام اتصال لبه‌اي كامپوزيتفولاد با درجه‌بندي ناحيه اتصال به‌وسيله الياف كربن و شيشه و همچنين ايجاد درگيري مكانيكي به‌روش پله معكوس

با توجه به تركيبات فيزيكي و خواص مكانيكي متفاوت فلزات و كامپوزيت‌ها، اتصال كارآمد آن‌ها يكي از چالش‌هاي مهم در صنايع مختلف به‌شمار مي‌رود. شكست در اتصالات چسبي معمولاً نتيجه‌ي توزيع غيريكنواخت تنش و كرنش است كه با مقادير بيشينه نزديك دو انتهاي هم‌پوشاني مشاهده مي‌شود. در اين مطالعه از الياف كربن به‌عنوان المان تقويتي در لايه چسب استفاده شده و جهت بهبود توزيع تنش از درجه‌بندي خواص در طول هم‌پوشاني به‌صورت متقارن و به‌وسيله الياف كربن و شيشه استفاده مي‌شود. همچنين با استفاده از يك روش جديد، تاثير وجود پله معكوس در استحكام اتصال بررسي شده است. علاوه بر اين، مدل‌سازي المان محدود براي بيان نحوه توزيع تنش برشي و پوسته‌كني در لايه چسب و همچنين تحليل دلايل افزايش استحكام اتصال در نمونه‌هاي پله‌دار به‌كار گرفته مي‌شود. استفاده از كربن در سطح مشترك اتصال، درجه‌بندي ناحيه پيوند با استفاده از كربن و همچنين ايجاد درگيري مكانيكي به‌وسيله‌ي پله معكوس، تاثيرات مثبتي بر استحكام اتصال دارند. به‌طوريكه با درجه‌بندي ناحيه هم‌پوشاني به‌وسيله كربن و شيشه، توزيع تنش برشي و پوسته‌كني يكنواخت‌تر شده و بار و جابجايي شكست نسبت به نمونه مرجع كه داراي استحكام برشي 1.92 كيلونيوتن است، 34% افزايش يافته است. ايجاد پله معكوس در چسبنده‌ها موجب تغيير مود شكست مي‌شود. به‌طوريكه وجود يك پله، 40% و قرارگيري كربن در فصل مشترك آن، 112% استحكام را افزايش داده است. اما بيشترين افزايش استحكام و جابجايي شكست با استفاده از دو پله معكوس و همچنين الياف كربن در فصل مشترك دو چسبنده، به ميزان قابل توجه 172% به‌دست آمده است.