بررسي تاثير عوامل هندسي و مادي تاثيرگذار بر استحكام اتصالات تركيبي چسبي پرچي

Investigation of the effect of material and geometrical parameters affecting the strength of hybrid adhesive riveted joints

در اين تحقيق، عوامل تاثيرگذار بر استحكام اتصال تركيبي چسبي پرچي مورد بررسي قرار گرفت. براي اين منظور ابتدا مدل اجزاي محدود با استفاده از نتايج آزمايشگاهي اعتبار‌سنجي شد، سپس عوامل تاثيرگذار هندسي و مادي با استفاده از تحليل‌هاي اجزاي محدود صريح با قابليت مدل‌سازي آسيب در پرچ‌ها و لايه چسب به‌صورت پيش‌رونده بررسي شد. نتايج نشان دادند، در يك اتصال تركيبي بهترين حالت براي ايجاد سوراخ به‌منظور قرار دادن پرچ، حالتي است كه كمترين كاهش استحكام را در اتصال چسبي ايجاد نمايد يا به عبارت ديگر سوراخ‌ها از لبه‌هاي اتصال فاصله بيشتري داشته باشند كه اين بر خلاف اتصال پرچي تنها مي‌باشد كه نزديك‌تر بودن پرچ‌ها به لبه‌هاي اتصال موجب افزايش استحكام مي‌شود. به‌طور كلي افزودن پرچ به يك اتصال چسبي به‌منظور ايجاد اتصال تركيبي، مي‌تواند تحت شرايط مختلف باعث افزايش يا كاهش استحكام اتصال شود كه در اين تحقيق مورد بررسي قرار گرفته است. اين مطلب بايد مورد توجه طراحان قرار گيرد. قابل ذكر است اگر استحكام لايه چسب در مقايسه با پرچ‌ها پايين‌تر باشد پرچ‌ها بهتر است در نزديكي لبه‌هاي اتصال قرار گيرند.

In this paper, the influencing factors on hybrid adhesive riveted joints were investigated. For this purpose, first a finite element model was validated based on experimental results, then the effects of influencing material and geometrical factors on the strength of the hybrid joints were studied using the explicit finite element analyses.  The numerical model was able to simulate damage in the adhesive layer and in the rivets. The results showed that in a hybrid adhesive riveted joint, it is better to position the rivets where a minimum reduction in the adhesive joint due to the rivet holes obtained i.e. as far as possible from the joint ends. This is in contrary to the riveted joints in which placing the rivets closer to the joint ends resulted higher joint strength. In general, incorporating rivets in an adhesive joint for manufacturing a hybrid joint can result higher or lower joint strength in comparison with the adhesive joint in different conditions that were studied in this research. It should be noted that in case that a low strength adhesive is utilized in a hybrid adhesive riveted joint then placing the rivets closer to the joint ends can results higher strength for the joint similar to the riveted joints.