علوم و فناوری کامپوزیت

اثرات سطح دما و نسبت تنش به استحکام بر رفتار خزشی اتصالات چسبی تک لبه آلومینیوم-آلومینیوم

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی دکتری طراحی کاربردی، مهندسی مکانیک، دانشگاه علم و صنعت ایران، تهران، ایران

2 کارشناس ارشد هوافضا، مهندسی مکانیک، دانشگاه علم و صنعت ایران، تهران، ایران

3 استادیار، مهندسی مکانیک، دانشگاه علم و صنعت ایران، تهران، ایران

چکیده

چسب‌های پلیمری به سبب ماهیت ویسکوالاستیک خود با گذر زمان و تحت یک بار ثابت دچار تغییر شکل‌ خزشی می‌شوند. هدف از انجام این تحقیق بررسی تأثیر سطح دما و نسبت تنش- به- استحکام بر رفتار خزشی اتصالات چسبی ساده تکه لبه ساخته‌شده با چسب آرالدایت 2011 است. ابتدا آزمایش کشش استاتیکی در دمای 40 و 50 درجه سانتی‌گراد صورت گرفته و سپس با اعمال نسبت‌های تنش- به- استحکام نهایی معادل 25/0 و 35/0، آزمایش خزش کششی انجام گرفته است. با افزایش نسبت تنش- به- استحکام نهایی از 25/0 و 35/0 در دمای 40 درجه سانتی‌گراد، جابجایی خزشی و شیب حالت پایدار خزش به‌ترتیب 24 و 7/96 درصد افزایش پیدا می‌کنند. در دمای 50 درجه این میزان افزایش برابر 3/14 و 9/79 درصد است. همچنین با افزایش دما از 40 به 50 درجه سانتی‌گراد، جابجایی خزشی و شیب حالت پایدار خزش در نسبت تنش- به- استحکام نهایی معادل 25/0، به‫ترتیب 6/20 و 5/49 درصد و در نسبت تنش- به- استحکام نهایی معادل 35/0، به‌ترتیب 1/11 و 6/36 درصد افزایش پیدا می-کنند. ‬‬

کلیدواژه‌ها

موضوعات

عنوان مقاله [English]

The Effects of Temperature Level and Stress-to-Strength Ratio on Creep Behavior of Aluminum-Aluminum Single Lap Adhesive Joints

نویسندگان [English]

  • Roya Sadat Ashofteh 1
  • Hassan Pourang 2
  • Mersad Mobasheri 2
  • Hadi Khoramishad 3

1 School of Mechanical Engineering, Iran University of Science and Technology of Iran, Tehran, Iran

2 School of Mechanical Engineering, Iran University of Science and Technology of Iran, Tehran, Iran

3 School of Mechanical Engineering, Iran University of Science and Technology of Iran, Tehran, Iran

چکیده [English]

Polymer-based adhesives undergo creep deformation under constant loading due to their viscoelastic nature. The aim of this study was investigation of the effects of temperature level and stress- to-strength ratio on creep behavior of single lap joints (SLJs) manufactured with adhesive Araldite 2011. Static tensile tests were done on the samples at 40 and 50°C. Then, the tensile creep tests were done at 40 and 50°C and at stress-to-strength ratios of 0.25 and 0.35. With increasing the stress-to-strength ratio from 0.25 to 0.35 at 40°C, the creep displacement and the slope of the second creep stage were increased by 24% and 96.7%, while at 50°C such increase reached to 14.3% and 79.9%, respectively. With increasing the temperature from 40 to 50°C, at the stress-to-strength ratio of 0.25, the creep displacement was increased by 20.6% and the slope of second creep stage increased by 49.5%. Whereas, at the stress-to-strength ratio of 0.35, changing the temperature from 40 to 50°C resulted an increase in the creep displacement by 11.1% and the slope of second creep stage by 36.6%.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Adhesive
  • Creep
  • Shear strength
  • Single Lap Joint
مراجع
[1]  Zehsaz, M. Vakili-Tahami, F. and Saeimi-Sadigh, M. A., “Parametric Study of the Creep Failure of Double Lap Adhesively Bonded Joints“ Materials & Design, Vol. 64, pp. 520-526, 2014.
[2]  Khalili, S. Jafarkarimi, M. and Abdollahi, M., “Creep Analysis of Fibre Reinforced Adhesives in Single Lap Joints—Experimental Study“, International Journal of Adhesion and Adhesives, Vol. 29, No. 6, pp. 656-661, 2009.
[3]  Peretz, D. and Weitsman, Y., “The Nonlinear Thermoviscoelastic Characterizations of Fm‐73 Adhesives“ Journal of Rheology (1978-present), Vol. 27, No. 2, pp. 97-114, 1983.
[4]  Queiroz, R. A. Sampaio, E. M. Cortines, V. J. and Rohem, N. R., “Study on the Creep Behavior of Bonded Metallic Joints“ Applied Adhesion Science, Vol. 2, No. 1, pp. 1-12, 2014.
[5]  Costa, I. and Barros, J. A., “Creep of Structural Adhesives: An Overview“, in Proceeding of.
[6]  Han, X. Crocombe, A, Anwar, S. and Hu, P., “The Strength Prediction of Adhesive Single Lap Joints Exposed to Long Term Loading in a Hostile Environment“ International Journal of Adhesion and Adhesives, Vol. 55, pp. 1-11, 2014.
[7]  Han, X. Crocombe, A. Anwar, S. Hu, P. and Li, W., “The Effect of a Hot–Wet Environment on Adhesively Bonded Joints under a Sustained Load“, The Journal of Adhesion, Vol. 90, No. 5-6, pp. 420-436, 2014.
[8]  Allen, K. and Shanahan, M., “The Creep Behaviour of Structural Adhesive Joints-I“, The Journal of Adhesion, Vol. 7, No. 3, pp. 161-174, 1975.
[9]  “Astm-D3418, Standard Test Method for Transition Temperatures and Enthalpies of Fusion and Crystallization of Polymers by Differential Scanning Calorimetry“, 2015.
[10] ASTM-D2294, “Standard Test Method for Creep Properties of Adhesives in Shear by Tension Loading (Metal-to-Metal) “, 1996.
[11] ASTM-D2651, “Standard Guide for Preparation of Metal Surfaces for Adhesive Bonding“, Vol. 15, pp. 162-167, 1999.
[12] ASTM-D1002, Standard Test Method for Apparent Shear Strength of Single-Lap-Joint Adhesively Bonded Metal Specimens by Tension Loading (Metal-to-Metal), 2010.
[13] de Almeida, S. F. M. and Neto, Z. d. S. N., “Effect of Void Content on the Strength of Composite Laminates“ Composite structures, Vol. 28, No. 2, pp. 139-148, 1994.
[14] Bowles, K. J. and Frimpong, S., “Void Effects on the Interlaminar Shear Strength of Unidirectional Graphite-Fiber-Reinforced Composites“, Journal of Composite Materials, Vol. 26, No. 10, pp. 1487-1509, 1992.
[15] Adams, R. Coppendale, J. Mallick, V. and Al-Hamdan, H., “The Effect of Temperature on the Strength of Adhesive Joints“, International Journal of Adhesion and Adhesives, Vol. 12, No. 3, pp. 185-190, 1992.
[16]Banea, M. D. da Silva, L. F. and Campilho, R., “Effect of Temperature on the Shear Strength of Aluminium Single Lap Bonded Joints for High Temperature Applications“ Journal of Adhesion Science and Technology, Vol. 28, No. 14-15, pp. 1367-1381, 2014.
[17] Adams, R. and Mallick, V., “The Effect of Temperature on the Strength of Adhesively-Bonded Composite-Aluminium Joints“ The Journal of Adhesion, Vol. 43, No. 1-2, pp. 17-33, 1993.
[18] Wasserman, S. Dodiuk, H. and Kenig, S., “Shear Creep Behaviour of Elastomeric Adhesives“ International journal of adhesion and adhesives, Vol. 12, No. 4, pp. 257-261, 1992.
 
علوم و فناوری کامپوزیت
دوره 5، شماره 3
آذر 1397
صفحه 353-358
فایل ها
هم رسانی
ارجاع به این مقاله
آمار