ارائه مدل آماري بر مبناي زنجيره ماركوف براي پيش‌بيني عمر خستگي در اتصالات دولبه كامپوزيتي چسبي

Developing a statistical model based on Markov chain for fatigue life prediction of double lap composite adhesive joints

مدل زنجيره ماركوف يكي از مدل‌هاي آماري- احتمالاتي است كه با استفاده از نتايج تجربي در سيكل‌هاي اوليه مي‌تواند وضعيت خرابي نمونه‌ها را در سيكل‌هاي بالاتر پيش‌بيني كند. بنابراين مي‌تواند به صورت لحظه‌اي براي كنترل خرابي خستگي قطعات در حال كار استفاده شود. در اين پژوهش، اتصالات چسبي دو‌لبه تحت بارگذاري سيكلي در سه سطح بارگذاري مختلف به صورت كشش-كشش قرار گرفته‌اند و هدف از انجام اين كار، بررسي فرآيند خرابي خستگي اتصالات چسبي مي‌باشد. در اين مقاله، تغييرات كرنش سيكلي به عنوان شاخص خرابي معرفي شده است كه روند رشد خرابي خستگي را نشان مي‌دهد. براساس نتايج تجربي مشاهده مي‌گردد، شكست خستگي بعد از 18% رشد در اندازه كرنش سيكلي اوليه اتفاق افتاده است. اين نتايج تجربي با داده‌هاي به دست آمده از مدل زنجيره ماركوف همخواني و توافق دارند. بنابراين، اين روش پيش‌بيني مي‌تواند عمر باقيمانده‌ي اتصالات چسبي دو‌لبه را بر اساس اندازه‌گيري‌هاي كرنش و بدون توجه به تاريخچه بارگذاري آن‌ها پيش‌بيني كند.

The Markov chain model is the stochastic method to predict the damage status of samples in higher cycles by using experimental results in primitive cycles. So, it can be used instantaneously to control fatigue damage process of parts in service. In this study, the fatigue damage process of double lap adhesive joints subjected to constant amplitude tension-tension fatigue loading at three different applied load levels were studied. In this paper, the ratcheting strain changes have been introduced as a damage parameter which shows the growth trend of fatigue damage process. It is observed that fatigue failure occurred after 18% growth in the initial ratcheting strain size. These experimental results are consistent with the data obtained from the Markov chain model. Therefore, this forecasting method can predict the remaining life of double lap adhesive joints based on strain evaluations regardless of their loading history.