بررسی تجربی تاثیر الگوی هدفمند عملیات سطحی لیزری بر استحکام اتصال چسبی آلومینیوم/کامپوزیت در مود اول شکست

روش مناسب برای اتصال پلیمرهای تقویت شده با الیاف کربن (cfrp) به آلومینیوم که باعث توزیع تنش یکنواخت، عملکرد خستگی مناسب تر و کاهش وزن می گردد اتصال چسبی می باشد. در اتصال چسبی سطح تماس چسبنده ها و چسب نواحی حساس برای شروع و گسترش خرابی می باشند. برای از بین بردن آلودگی های سطحی چسبنده ها بایستی عملیات سطحی شوند. در این تحقیق تاثیر الگوی هدفمند عملیات سطحی لیزری در استحکام اتصال چسبی کامپوزیت/آلومینیوم مود اول شکست مورد بررسی قرار گرفته است. ابتدا عملیات سطحی لیزری در سرتاسر نمونه ها  انجام شده تا بتوان پارامترهای دستگاه لیزر که با ایجاد کیفیت سطح مناسب باعث افزایش استحکام اتصال می گردند پیدا شوند. سپس الگوی سطح هدفمند لیزری با پارامترهای مناسب برای ایجاد سایش و تمیزکاری سطح چسبنده ها انجام شده است. نتایج نشان دهنده افزایش 15/5% نرخ رهایی انرژی کرنشی بحرانی مود اول برای نمونه عملیات سطحی لیزری سرتاسری نسبت به روش سنباده زنی می باشد. این در حالی است که با الگوی هدفمند عملیات سطحی لیزری نرخ رهای انرژی کرنشی بحرانی مود اول بترتیب 5/9% و 22/4% نسبت به عملیات سطحی لیزری سرتاسری و سنباده زنی افزایش پیدا کرده است. بررسی سطح شکست نمونه ها نشان دهنده به تاخیر افتادن رشد ترک در نمونه های الگوی هدفمند عملیات سطحی لیزری با تغییر از حالت خرابی اتصال به پارگی الیاف می باشد که باعث بهبود استحکام اتصال شده است

experimental investigation of the effect of the functional pattern of laser surface treatment on the strength of aluminum/composite adhesive bonded joint in the mode i fracture

the proper method for jointing carbon fiber reinforced polymers (cfrp) to aluminum, which causes uniform stress distribution, more suitable fatigue performance and weight reduction, is adhesive bonded joint. in adhesive bonding, the interface of adhesives and adherent are sensitive areas for the initiation and propagation of failure. in order to eliminate surface contamination, adherents must be surface treated. in this research, the effect of the functional pattern of laser surface treatment on the strength of aluminum/composite adhesive bonded joint in the mode i fracture has been investigated. at first, laser surface treatments were performed throughout the specimen in order to find the parameters of the laser device that increase the strength of the adhesive bonding by creating a suitable surface quality. after that, the functional pattern of laser surface treatment with the appropriate parameters for ablation and cleaning of the adhesive surface is done. the results show a 15.5% increase in the critical strain energy release rate of the mode i for the all-over laser surface treatment specimen compared to the sanding method. meanwhile, with the functional pattern of laser surface treatment, the critical strain energy release rate of the mode i has increased by 5.9% and 22.4% compared to all-over laser surface treatment and sanding, respectively. examining the fracture surface of the specimen shows the delay in crack growth in the specimen of the functional pattern with changes from the adhesive failure to the fiber tearing, which has improved the strength of the adhesive bonding.