بررسي تجربي اتصالات چسبي L-شكل منفرد بين آلومينيوم و ورق كامپوزيتي تقويت شده با نانوگرافن كربن تحت بارگذاري كششي

Experimental study of single L-shaped adhesive joints between aluminum and carbon nanographene reinforced composite plate under tensile loading

در اين پژوهش طراحي، ساخت و آزمون اتصال چسبي L-شكل منفرد بين ورق كامپوزيتي و قطعه آلومينيومي تحت بارگذاري كششي به‌صورت تجربي انجام‌شده است. براي ساخت نمونه تجربي از نانوگرافن با درصدهاي مختلف وزني جهت تقويت كامپوزيت و همچنين چسب ساختاري (هم‌جنس با رزين فاز زمينه كامپوزيت) جهت بهبود خواص مكانيكي اتصال استفاده شده است. همچنين تأثير تغيير طول پايه قطعه L-شكل آلومينيومي بر مقاومت اتصال مورد بررسي قرار گرفته است. تعداد 12 حالت اتصال با تركيب درصدهاي وزني 1،0/0 و 0/3 براي چندلايه و درصدهاي وزني 1،0/0 ،0/3 و 0/5 براي چسب با در نظر گرفتن 5 تكرار در هر آزمون، در مجموع 60 نمونه ساخته‌شده و مورد بررسي قرار گرفته است. با مقايسه و بررسي نتايج آزمون كشش نمونه‌ها و عكس‌هايي كه توسط ميكروسكوپ الكتروني روبشي (SEM) از نحوه جدايش چندلايه و قطعه L-شكل در محل جدايش اتصال تهيه شد، مشخص گرديد كه اتصال با تركيب درصد وزني صفر براي چندلايه و درصد وزني 3/0 براي چسب بيشترين استحكام كششي را از خود نشان داده است. اين بدان معناست كه افزودن نانوگرافن به چندلايه موجب كاهش استحكام كششي و افزودن آن به رزين اپوكسي به‌عنوان چسب موجب بهبود استحكام كششي در اتصال گرديده است. درنهايت تأثير افزايش طول ناحيه هم‌پوشاني دو قطعه چسبنده مورد بررسي قرار گرفت. نتيجه در مورد اتصال با تركيب درصد بهينه نانوگرافن در چندلايه و چسب نشان داد كه افزايش 25 درصدي طول ناحيه هم‌پوشاني افزايش 148 درصدي و افزايش 50 درصدي طول اين ناحيه افزايش 200 درصدي نيروي كشش عمودي تحمل‌شده توسط اتصال را در پي خواهد داشت.

In this research, the design, fabrication and testing of a single L-shaped adhesive joint between a composite sheet and an aluminum piece under tensile loading has been performed experimentally. To make an experimental sample, nanographene with different weight percentages was used to strengthen the composite and also structural adhesive (homogeneous with the composite phase phase resin) was used to improve the mechanical properties of the joint. The effect of changing the base length of the L-shaped aluminum part on the bond strength has also been investigated. 12 bonding modes with a combination of weight percentages of 0.1 and 0.3 for multilayer and weight percentages of 0.1, 0.3 and 0.5 for adhesive with 5 repetitions in each test, a total of 60 The sample is made and examined. By comparing and examining the results of the tensile test of samples and photographs taken by scanning electron microscopy (SEM) of the separation of multilayer and L-shaped piece at the separation site, it was found that the connection with a combination of zero weight percentage for multilayer and weight percentage of 3 / 0 for adhesive has shown the maximum tensile strength. This means that the addition of nanographene to the multilayer reduces the tensile strength and the addition to the epoxy resin as an adhesive improves the tensile strength of the joint. Finally, the effect of increasing the length of the overlap area of the two adhesive pieces was investigated. The result of the combination of the optimal percentage of nanographene in the multilayer and the adhesive showed that a 25% increase in the length of the overlap area would increase by 148% and a 50% increase in the length of this area would result in a 200% increase in the vertical tensile force borne by the joint.