فهرست جدول‌ها
صفحه
عنوان
جدول ‏41- ابعاد و اندازهء صفحه و اتصال 35
جدول ‏42- هندسه و خواص الاستیک پیچ 36
جدول ‏43- ضرائب یک لایه تک جهته 36
جدول ‏44- مقادیر و محل تنش شعاعی و مماسی ماکزیمم در لایه‌گذاری عرضی با وجود اصطکاک در حالت‌های متفاوت 67
جدول ‏45- مقادیر و محل تنش شعاعی و مماسی ماکزیمم در لایه‌گذاری زاویه‌ای با وجود اصطکاک در حالت‌های متفاوت 73
فصل اول

مقدمه
بیشتر ماشینها و دستگاهها از اعضاء متعددی تشکیل شده‌‌اند که با اتصالات مختلف به یکدیگر مرتبط می‌‌شوند. قابلیت ساخت و سرویس آسانتر قطعات از دلایل اصلی ساخت ماشینها یا دستگاهها با بیش از یک عضو می‌‌باشد. اعضاء اتصال‌‌دهنده، مانند یک پیچ و مهره معمولی می‌‌توانند در موارد متفاوتی بکار روند و در اکثر این موارد عضوهای اتصال‌دهنده وظیفه انتقال بارهای وارده را دارند. ایده تکرار استفاده از اعضاء اتصال دهنده وقتی حائز اهمیت می‌‌شود که بدانیم برای مثال یک اتومبیل بیش از ده ‌‌هزار قطعه، ماشین ابزار بیش از بیست‌‌ هزار قطعه و کارخانه نورد بیش از یک میلیون قطعه دارند.
اتصالات می‌توانند دائمی یا غیر دائمی باشند. انتخاب این موضوع بستگی به هدف بکارگیری اتصال و مسائل اقتصادی دارد. استفاده از اتصالات دائمی تنها یکبار امکان‌‌پذیر است اما این اتصالات ارزانتر بوده و نیروهای دینامیکی را راحت‌تر تحمل می‌‌کنند، بنابراین در جائیکه استحکام موردنظر است می‌‌توان با اطمینان از این نوع اتصال استفاده کرد. اتصالات غیر‌‌دائمی قابلیت استفاده مجدد بیشتری دارند اما برای تحمل بارهای وارده مختلف چندان مناسب نیستند.
امروزه مواد مرکب در صنعت اهمیت خود را نشان داده است و بنابراین مسائل آن نیز باید با دقت بیشتری بررسی گردد. یکی از مهمترین این مسائل اتصال قطعات مرکب چند لایه‌های به یکدیگر می‌باشد. به طور کلی سه گروه اصلی اتصالات در صفحات مرکب چند لایه وجود دارند: اتصالات چسبی، اتصالات مکانیکی، ترکیبی از اتصالات چسبی و مکانیکی. اتصالات مکانیکی کاربرد وسیعی در صنعت به خصوص سازه‌های هوایی دارد. لذا از دیرباز طراحان توجه خاصی به آن معطوف کرده‌اند. تعیین مقاومت نهایی و نوع گسیختگی اتصال، تحلیل تنش در محل قرارگیری پین که دارای تمرکز تنش بالایی است را ضروری می‌‌نماید.
نظر به اینکه انجام تحلیلهای ساده و پایه‌ای نمی‌تواند معیار مناسبی جهت تعیین نقاط تمرکز تنش، توزیع تنش در اتصالات وتعیین تنش‌های بین صفحه‌ای باشد، بسیاری از محققان به روشهای تحلیلی پیچیده روی آورده‌اند. گرچه روشهای پیچیده مذکور پارامترهای بیشتری همچون مسئله تماس پرچ با ورق در چنین اتصالاتی را مورد بررسی قرار داده و به تأثیر کمی و کیفی آنها بر رفتار اتصال می‌پردازد اما استفاده کاربردی از آنها امکان‌پذیر نمی‌باشد. بر همین اساس در سالهای اخیر با گسترش و پیشرفت در صنعت تولید سخت‌افزار و نرم‌افزارهای رایانه‌ای استفاده از روشهای عددی به خصوص روش اجزاء محدود و نرم‌افزارهای خاص آن، روند فزاینده‌ای پیدا نموده است. با استفاده از روش اجزاء محدود می‌توان هندسه‌های پیچیده، بارگذاریهای متنوع و شرایط مرزی گوناگونی را در این اتصالات مدلسازی و تحلیل نمود.
مروری بر کارهای گذشته
مبحث تمرکز تنش در یک سوراخ دایر‌ه‌ای شکل بر روی ورق که تحت بار وارده از یک پین قرار گرفته و در شرایط تنش صفحه‌ای و یا کرنش صفحه‌ای قرار دارد یکی از مسائل کلاسیک در تئوری الاستیسیته خطی می‌باشد
درسالهای بین 1940 تا 1950 مطالعات تحلیلی نسبتاً خوبی بر روی اتصالات چسبی درفلزات انجام شد و سپس این تحقیقات برای مواد مرکب در اواخر سال 1960 مورد استفاده قرار گرفت. اما اتصالات مکانیکی مواد مرکب از نظر تحلیلی کمتر مورد توجه قرار می‌گرفت. پس از رشد و توسعه مواد مرکب در صنعت به خصوص صنعت هوایی، طراحی و تحلیل اتصالات مکانیکی درمواد مرکب مورد توجه محققان قرار گرفت.
به طور کلی در سه دهه گذشته مقالات زیادی در زمینه اتصالات مکانیکی در مواد مرکب ارائه شده است، بخش عمده‌ای از مقالات، بوسیله نتایج تجربی اثرات دما و رطوبت، ترتیب لایه‌ها‌، خواص هندسی، تلرانس و لقی بین پین و سوراخ را مورد بررسی قرار داده است ]1 و 2.[ روشهای تحلیلی قسمت کوچکتری از تحقیقات در زمینه اتصالات مکانیکی را به خود اختصاص داده است. در این موارد از مدل های دو بعدی استفاده شده و در نهایت با ساده سازی مسئله توزیع تنش در اطراف سوراخ بدست آمده است ]3 و 4[.