تحليل تجربي استحكام كمانشي صفحات آلومينيومي داراي شكاف مركزي تقويت‌شده با وصله‏هاي كامپوزيتي لايه‏اي الياف فلزي (FML)

Experimental Analysis of Buckling Strength of Notched Aluminum Plates Reinforced using Fiber Metal Laminate Patches

واماندگي در اثر كمانش، يك پديده متداول در ورق‏هاي تحت فشار است. هنگامي كه ضخامت ورق نسبت به ابعاد ديگر آن كوچك باشد، اين شكل از واماندگي اغلب مي‏تواند بر واماندگي در اثر استحكام پيشي گيرد. امروزه يكي از پركاربردترين انواع تعميرات در اين زمينه، استفاده از وصله‌هاي كامپوزيتي و چسباندن آن در محل عيب است. اين وصله‌ها داراي مزاياي مهمي از جمله: استحكام بالا، مقاومت در برابر خوردگي و رطوبت، وزن كم و مقاومت خستگي خوب است. در اين پژوهش، به تحليل تجربي بار بحراني كمانشي صفحات آلومينيومي شكاف‏دار تعمير شده توسط وصله‌هاي كامپوزيتي لايه‏اي الياف فلزي (FML ) پرداخته شده است كه تحت بارگذاري تك محوري فشاري قرار دارند. به اين منظور، ورق‏هايي از جنس آلومينيوم Al2024T4 با شكاف‏هاي مركزي مورد توجه قرار گرفته است. پارامترهايي كه در اين تحقيق روي آن‏ها مطالعه شده است، نحوه لايه‌چيني وصله كامپوزيتي، ضخامت و ابعاد وصله‌هاي كامپوزيتي لايه‏اي الياف فلزي (FML) است. نتايج، نشان‏دهنده افزايش چشمگير استحكام كمانشي قطعات تعمير شده با اين نوع وصله‏ها در مقايسه با قطعات شكاف‏دار بدون وصله است. با بهترين نحوه انتخاب پارامترها، استفاده از وصله منجر به ارتقاي بار كمانشي قطعات تعمير شده تا 13/44 درصد مي‌شود.

Buckling failure is a quite common occurrence in plates under compression, in particular, when the plates thickness is small with respect to the other plate sizes. Such a mode of crisis can often precede strength failure. Nowadays one of the most common types of repairs is carried out by attaching composite patches on the defeated surfaces. These patches have important advantages such as high strength and corrosion resistance, while their weight is low. In this work, experimental studies are done on the critical buckling load of the notched plates repaired by the fiber metal laminate (FML) patches subjected to axial compression. For this purpose, the rectangular plates made by 2024T4 aluminum with central notches are considered. The desired parameters involved in this work are the layer sequence, thickness, and dimensions of the FML patches. The results obtained show an increase in the buckling strength of the repaired parts. Smart choosing of the parameters results in an increase in the buckling load up to 44.13%.