بررسی تجربی تاثیر عملیات سطحی مختلف بر رفتار شکست مود اول اتصال چسبی کامپوزیت - آلومینیوم

اتصال چسبی در مقایسه با روش های اتصال مکانیکی دارای توزیع تنش یکنواخت، عملکرد خستگی مناسب تر و اثر کاهش وزن بهتر می باشد. برخی از خرابی‌ها در اتصال چسبی به دلیل وجود آلودگی و زبری نامناسب در سطوح اتصال ایجاد می‌شوند. در این مطالعه تاثیر عملیات سطحی مختلف بر رفتار مکانیکی اتصال چسبی کامپوزیت/آلومینیوم مود اول شکست و با استفاده از نمونه تیریکسرگیردار دولبه بررسی می شوند. عملیات سطحی با سه روش پوسته‌کنی، سنباده زنی و لیزر برای چسبنده‌های کامپوزیتی و دو روش سنباده زنی و لیزر برای چسبنده های آلومینیومی انجام شده است. در روش عملیات سطحی لیزری فاصله عرضی شیارها و قطره دایره لیزر ثابت و سرعت اسکن و توان دستگاه متغیر در نظر گرفته شده است. زبری سنجی سطح چسبنده‌ها نشان دهنده افزایش زبری سطح تا مقدار مشخصی از چگالی انرژی لیزر می باشد، اما بعد از آن بدلیل ذوب شدن سطح چسبنده‌ها زبری کاهش یافته است. بررسی نتایج نشان دهنده افزایش 13.43% نرخ رهایی انرژی کرنشی بحرانی مود اول شکست با استفاده از روش عملیات سطحی لیزر نسبت به روش سنباده‌زنی و افزایش7.46% نرخ رهایی انرژی کرنشی بحرانی مود اول شکست نسبت به روش پوسته کنی می باشد. همچنین بررسی سطح شکست اتصال نشان دهنده افزایش حالت شکست پارگی الیاف در سطح اتصال با انتخاب درست پارامترهای لیزر می‌باشد که باعث بهبود استحکام اتصال شده است.

experimental investigation of the effect of different surface treatment on mode i fracture behavior of composite/aluminum adhesive joint

compared to mechanical joining methods, adhesive bonded joints have uniform stress distribution, good fatigue performance and better weight reduction effect. some failures in the adhesive bonded joints are caused by the presence of contamination and inappropriate roughness in the joint surfaces. in this study, the effect of different surface treatment on the mechanical behavior of the composite/aluminum adhesive joint in the mode i of fracture is investigated by using double cantilever beam specimen. surface treatment has been done with three methods of peel ply processing, sanding and laser for composite adherent and two methods of sanding and laser for aluminum adherent. in the laser surface treatment method, the transverse distance of the grooves and the spots diameter are fixed, and the scanning speed and power of the machine are variable. the surface roughness measurement of the adherents shows the increase of the surface roughness up to a certain value of the laser energy density, but after that the roughness has decreased due to the melting of the adherent surface. the results show an increase of 13.43% and 7.46% in the critical strain energy release rate of the mode i of fracture using the laser surface treatment method compared to the sanding method and the peel ply processing method, respectively. also, examination of the fracture surface of the joint shows an increase in the failure mode of fiber tearing at the joint surface with the correct selection of laser parameters, which has improved the strength of the joint.