Αριθμητική μοντελοποίηση στοιχείου ενισχυμένου κελύφους από θερμοπλαστικά σύνθετα υλικά με μηχανισμούς διακοπής αποσύνδεσης
| datacite.contributor.RelatedPerson | Λαμπέας, Γεώργιος | |
| datacite.contributor.RelatedPerson | Πολατίδης, Ευθύμιος | |
| datacite.contributor.Supervisor | Τσερπές, Κωνσταντίνος | |
| dc.contributor.author | Βασιλείου, Χαράλαμπος | |
| dc.contributor.other | Vasileiou, Charalampos | |
| dc.date.accessioned | 2024-07-01T10:58:07Z | |
| dc.date.available | 2024-07-01T10:58:07Z | |
| dc.date.issued | 2024-07-08 | |
| dc.degree | graduateThesis | |
| dc.description.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. | |
| dc.description.translatedabstract | In this thesis, the effectiveness of crack arrest features was analyzed on models consisting of skin-cohesive elements-stringer. In order to find the best layout, the model parameters considered were the diameter of the mechanism and its distance from the crack initiation point. The plates used were made of composite materials consisting of a thermoplastic Low-Melt PAEK matrix reinforced with carbon fibers modeled as co-consolidated plates with zero thickness cohesive elements. The methods used were the Induction Low Shear Friction Spot Riveting and the Refill Friction Stir Spot Welding. In the first method, a rotating rivet and the plates were heated while it was inserted until the desirable depth was reached. The second method melts the plates locally using friction and then the melted material is used to refill the hole created. The results showed a significant increase in the strength of the models when loaded in tension under the optimal parameters. In some cases, the mechanisms worsened the strength under compression loading while all of them showed increased results in tension. The second part of the thesis modeled another layout under compression with an initial crack at the middle of the stringer. The results in this case also showed increased strength after the optimal mechanisms were created. Because of the limited data and analyses conducted, the verification of the effectiveness of the mechanisms is not feasible. The results however push towards further studying of these mechanisms and the use of composite materials in more applications due to their flexibility and high ratio of strength to weight. | |
| dc.identifier.uri | https://hdl.handle.net/10889/27323 | |
| dc.language.iso | el | |
| dc.rights | Attribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 United States | en |
| dc.rights.uri | http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/us/ | |
| dc.subject | Πολυαρυλαιθερκετόνη | |
| dc.subject | Διαμήκης δοκίδα | |
| dc.subject | Μηχανισμός διακοπής αποσύνδεσης | |
| dc.subject.alternative | Ilsfsr | |
| dc.subject.alternative | Rfssw | |
| dc.subject.alternative | Crack arrest features | |
| dc.title | Αριθμητική μοντελοποίηση στοιχείου ενισχυμένου κελύφους από θερμοπλαστικά σύνθετα υλικά με μηχανισμούς διακοπής αποσύνδεσης | |
| dc.title.alternative | Numerical simulation of α thermoplastic composite stiffened panel containing crack arrest features |