ترمیم استوانه‌ی حاوی ترک راه به در محیطی با استفاده از وصله‌ کامپوزیتی موضعی

در این مقاله اثر وصله کامپوزیتی در ترمیم لوله‌ی استوانه‌ای حاوی ترک راه به در محیطی تحت فشار داخلی بررسی شده است. برای این منظور با استفاده از روش اجزاء محدود سه‌بعدی و انتگرال j، ضرایب شدت تنش قبل و بعد از ترمیم تعیین شده است. جهت اطمینان از صحت مدل‌سازی، استوانه‌ی حاوی ترک محیطی راه به در، تحت کشش یکنواخت شبیه‌سازی و نتایج حاصل با حل تئوری مقایسه شده است. سپس به ترمیم استوانه ترک‌دار تحت فشار داخلی با استفاده از چهار وصله‌ کامپوزیتی بور/اپوکسی، کربن/اپوکسی، کولار/اپوکسی و شیشه/اپوکسی به صورت موضعی پرداخته شده است. نتایج تحقیق، تاثیر قابل توجه وصله‌های کامپوزیتی را در کاهش ضریب شدت تنش استوانه‌ی ترک‌دار نشان داده است. مشاهده شد استفاده از وصله‌های کامپوزیتی با سفتی بالاتر اثر کاهنده بیشتری بر ضریب شدت تنش دارد. همچنین تاثیر چیدمان وصله کامپوزیتی، خواص و ضخامت چسب بر ضرایب شدت تنش روی جبهه‌ی ترک ارزیابی شده است.

The Repair of Circumferential Through-Wall Cracked Pipe by Using Local Composite Patch

In this paper, the effect of composite patch on cylindrical pipe with circumferential throughwall crack has been investigated under internal pressure. For this purpose, using threedimensional finite element and Jintegral, stress intensity factors is determined before and after the repair. In order to ensure the accuracy of modeling, a pipe with circumferential throughwall crack under uniform tension load is simulated and the results are compared with theoretical data. Then, the cracking cylinder is repaired using four composite patches of Boron/Epoxy, Carbon/Epoxy, Kevlar/Epoxy and Glass/Epoxy in a local manner. The results of study are shown the significant effect of composite patches on reducing the stress intensity factor of cracked cylinder. It is observed that the use of composite patches with higher stiffness has a more decreasing effect on stress intensity factor. Also, the effect of composite patch, properties and thickness of adhesive on stress intensity factors along crack front is evaluated.