Αριθμητική μοντελοποίηση στοιχείου ενισχυμένου κελύφους από θερμοπλαστικά σύνθετα υλικά με μηχανισμούς διακοπής αποσύνδεσης
Loading...
Date
2024-07-08
Authors
Βασιλείου, Χαράλαμπος
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Abstract
Στην παρούσα διπλωματική εργασία εξετάστηκε η αποτελεσματικότητα μηχανισμών διακοπής αποσύνδεσης σε διατάξεις κελύφους-στοιχείων συνοχής-δοκίδων(stringer) σε μονοαξονικές φορτίσεις. Για την εύρεση της βέλτιστης διάταξης εξετάστηκαν οι παράμετροι των μηχανισμών με βάση τη διάμετρο τους και την απόσταση από το σημείο έναρξης της αποσύνδεσης. Οι πλάκες συνθέτων υλικών που χρησιμοποιήθηκαν αποτελούνταν από θερμοπλαστική μήτρα πολυαρυλαιθερκετόνης χαμηλού σημείου τήξης με ενίσχυση άνθρακα οι οποίες προσομοιώθηκαν με σύνδεση συμπολυμερισμού με τη χρήση στοιχείων συνοχής μηδενικού πάχους. Οι μέθοδοι που χρησιμοποιήθηκαν ήταν η ήλωση μέσω τριβής χαμηλής διάτμησης με επαγωγή και η σημειακή συγκόλληση μέσω τριβής και επαναπλήρωσης.
Στην πρώτη μέθοδο ένας ήλος περιστρέφεται με μεγάλη ταχύτητα ενώ ταυτόχρονα θερμαίνεται αυτός και οι πλάκες που θα συνδέσει και με εφαρμογή δύναμης τις διατρεί μέχρι το επιθυμητό βάθος. Η δεύτερη μέθοδος τήκει σημειακά τις πλάκες μέσω τριβής ενός περιστρεφόμενου πείρου και με τη χρήση δακτυλίων το υλικό αφαιρείται και επανατοποθετείται για να πληρώσει την οπή που δημιουργήθηκε.
Τα αποτελέσματα έδειξαν σημαντική αύξηση της αντοχής σε εφελκυσμό με την εφαρμογή των βέλτιστων ανά περίπτωση παραμέτρων. Κάποιες από αυτές τις διατάξεις παρουσίασαν ελάχιστη αύξηση της αντοχής στο πείραμα θλίψης ενώ σε εφελκυσμό παρουσίασαν καλύτερη απόκριση.
Το δεύτερο μέρος της εργασίας μελετήθηκε μια διαφορετική διάταξη σε θλίψη με αρχική αποσύνδεση στο μέσο της. Και σε αυτή την περίπτωση, η εφαρμογή των μηχανισμών βελτίωσε την απόκριση τους.
Λόγω των περιορισμένων πειραματικών δεδομένων, η πλήρης επαλήθευση των αποτελεσμάτων δεν είναι εφικτή. Παρ' όλα αυτά, η ακρίβεια μοντελοποίησης του φαινομένου κρίνεται καλή και τα αποτελέσματα ωθούν σε περαιτέρω μελέτη των μηχανισμών αυτών.
Description
Keywords
Πολυαρυλαιθερκετόνη, Διαμήκης δοκίδα, Μηχανισμός διακοπής αποσύνδεσης