اینگونه اتصالات، استفاده از مدلهای سابق را عملا” غیر ممکن می‌سازد و لذا جهت بررسی آنها باید کل قطعه مدلسازی مورد مطالعه قرار گیرد. یک صفحه مرکب لایه‌ای غیر متقارن اگر تحت نیروی صفحه‌ای قرار گیرد در سه جهتz , y ,x تغییر طول خواهد داشت و علاوه بر آن در سه جهت اصلی نیز ممکن است تحت پیچش و خمیدگی واقع گردد. این رفتار در دو صفحه مرکب متصل به هم اگر حداقل یکی از آنها غیر متقارن باشد، در محل اتصال باعث رفتاری دوگانه می‌گردد.
هدف از انجام این تحقیق بررسی تنش های بین لایه ای صفحات مرکب در اتصالات مکانیکی وتاثیر لایه گذاری های متفاوت بر تنش های ایجاد شده بین صفحات، چگونگی توزیع تنش می باشد. همچنین اثر پارامترهای اصطکاک، هندسه، محل سوراخ و جنس صفحات بر تنش های بین لایه ای در صفحات مرکب بررسی خواهد شد.
نحوه‌ی انجام کار
با توجه به اهمیت اتصالات کامپوزیتی در سازه‌ها به خصوص سازه‌های هوایی، تحلیل اتصالات مکانیکی برای طراحی مناسب تر و بهینه بسیار مهم می‌باشد. در عمل به دلیل پیچیدگی‌های خاص ،شرایط مرزی غیرخطی و تعداد پارامترهای موثر، حل اینگونه مسائل به صورت تحلیلی امری مشکل و غیر ممکن به نظر می‌رسد. به همین دلیل استفاده از نرم‌افزارهای قوی و روشهای عددی در مدلسازی در کنار کار آزمایشگاهی بسیار سودمند می‌باشد. به همین جهت در این رساله نیز از هر دو روش استفاده خواهد شد.
برای حل مسئله، اتصالات مرکب به صورت سه بعدی با در نظر گرفتن تنش های بین لایه ای در صفحات مرکب به همراه اصطکاک در نرم‌افزار المان محدود ABAQUS 6.9.1 مدل سازی خواهد شد. و صفحات مرکب را به صورت جامد در نظر می گیریم.
برای اطمینان از صحت روش حل، ابتدا از یک مدل ارائه شده در منابع موجود استفاده می‌شود و نتایج حاصل مقایسه می‌گردد. در این کار از نتایج توزیع تنش جونز ]1[ برای قیاس نتایج حاصل از در نظر گرفتن تنش ها بین لایه ها در مدل‌سازی اتصال استفاده می‌شود.
پس از این مرحله و اطمینان از صحت نتایج حاصل از نرم افزار، اثر پارامترهای مختلف بر تنش های بین لایه ای و توزیع تنش بررسی می شود. حل مسئله برای حالت های متقارن به متقارن، نامتقارن به متقارن و نامتقارن به نامتقارن انجام خواهد شد. برای هر حالت اثر لایه گذاری های شبه ایزوتروپیک، عرضی و زاویه‌ای روی تنش های بین صفحه ای، توزیع تنش، مقدار و موقعیت بیشینه تنش مورد بررسی قرار خواهد گرفت.
در مرحله بعد اثر اصطکاک و هندسه بر تنش های بین لایه ها در صفحات و توزیع تنش دیده می شود. ابتدا ضرائب مختلف اصطکاک در بین لایه ها را در نظر می گیریم و در هر مورد توزیع تنش و همچنین لایه لایه شدن صفحات را موردارزیابی قرار میدهیم. در نهایت به تاثیر هندسه اتصال روی تنش های بین لایهای پرداخته می شود. به این صورت که با تغییرات هندسه (شکل ‏01) و محاسبه توزیع تنش در راستای ضخامت اثرات آنها ارزیابی می شود.
شکل ‏01- اتصال تک لبه مکانیکی
با در نظر گرفتن ابعاد مختلف برای اتصال و انجام سه آزمایش برای هر کدام جهت کاهش خطا، تأثیر هندسه ارزیابی خواهد شد.
فصل دوم
تئوری مواد مرکب و اتصالات مکانیکی
فصل دوم
تئوری مواد مرکب و اتصالات مکانیکی
مقدمه
مواد مرکب مورد استفاده در صنایع مهندسی به ترکیبی از مواد که بصورت متالوژیکی ترکیب شده‌اند اطلاق می‌شود.هر یک از اجزا در مواد مرکب خواص وساختمان مخصوص خود را دارند ودر عین حال مواد مرکب دارای ویژگی‌های خاصی مثل سفتی,سختی‌,چگالی پایین, مقاومت گرمایی, مقاومت خوردگی وهدایت می‌باشند.کاربرد مواد کامپوزیت به زمانهای بسیار دور باز می‌گردد.ایرانیان باستان برای مقاوم کردن گل از کاه استفاده می‌کردندومصریان تخته‌های چند لایه را مورد استفاده قرار می‌دادند.آنها می‌دانستند که اینگونه تخته‌ها در مقابل پیچش در اثر رطوبت مقاومت بیشتری دارند.استفاده از مواد مرکب در صنعت از اوایل دهه‌ء پنجاه میلادی به طور وسیع رایج شد.استفاده از مواد مرکب در صنایع هواپیمایی,‌زیر دریاییها وخودروسازی افزایش یافته استفاده از این موادنسبت مقاومت به وزن ونیز نسبت سختی به وزن بالایی دارند. به خصوص در ساخت بدنه هواپیما که در آن وزن و استحکام از حساسیت بالایی برخوردار است.بررسی‌های عامی نشان می‌دهد که خواص موادمرکب اغلب به عوامل زیر بستگی دارد:
1)خصوصیات موادی ومکانیکی هریک از اجزا
2)درصد وزنی اجزا تشکیل‌دهنده
3)اندازه‌,شکل وتوزیع اجزای ناپیوسته