ارزيابي كارآيي اتصال چسبي با هندسة قوسي در كلاهك يك مخزن كامپوزيتي

Investigation of arc model adhesive joint strength in the cap of a composite tank

از جمله عوامل واماندگي اتصالات چسبي، تكينگي تنش است كه اغلب در لبة آزاد انتهاي اتصال رخ مي­دهد. براي كاهش تمركز تنش در اين مكان مي­توان از تغيير مدل هندسي انتهاي اتصال استفاده كرد. در اين پژوهش طرح جديدي با عنوان مدل چسب قوسي براي اتصال چسبي كلاهك يك مخزن كامپوزيتي چرخان پيشنهاد شده و رفتار آن با دو مدل هندسي متداول شامل مدل پايه و مدل هندسي با انتهاي مقعر مقايسه مي­شود. با توجه به اهميت مولفه­ هاي تنش‌ برشي عرضي و تنش نرمال پوستگيدر بررسي استحكام اتصال، تنش‌هاي موجود در انتهاي آزاد اتصال براي هر سه مدل فوق با انجام تحليل­هاي عددي ارزيابي مي­شوند.‌ همچنين تأثير فركانس چرخش مخزن بر تغيير اين مؤلفه‌هاي تنش بررسي مي­گردد. نتايج نشان مي­دهد كه مدل چسب قوسي مي­تواند سبب كاهش قابل ­توجه تنش برشي عرضي و تنش پوستگي در اتصال چسبي كلاهك مورد نظر ­شود.

One of the causes of failure of adhesive joints is the stress singularity that often occurs at the free edge of the bond end. Geometric model change at the joint end can be used to reduce the stress concentration at this location. In this study, a new design called "arc adhesive model" is suggested for adhesively bonded joint of the cap of a rotational composite tank; and is compared with two conventional geometrical models including baseline model, and concave end model. Regarding to importance of transverse shear stress and normal peeling stress in examination of bonding strength, the stresses at the free end of bond are investigated using numerical analysis for all three models. Also, effect of tank rotation frequency on the stress components is investigated. Results show that the arc adhesive model can cause a significant decrease in transverse shear stress and peeling stress in adhesive joint of the cap.