الوصلات الهجينة أحادية التراكب مواد مركبة - سبيكة ألمنيوم في هياكل الطائرات: دراسة تجريبية ومحاكاة عددية
الملخص
تناول هذا البحث دراسة إجهاد انهيار الوصلات الهجينة أحادية التراكب مواد مركبة – سبيكة ألمنيوم الداخلة في صناعة هياكل الطائرات، وتحديد تأثير كل من زاوية توجه ألياف المادة المركبة في الوصلة، ونوع الألياف المنسوجة المستعملة، وسماكة صفيحة سبيكة الألمنيوم فيها، وقطر ثقب الوصلة على إجهاد بداية الانهيار، والإجهاد الأعظمي الذي تتحمله الوصلة. كما اشتملت هذه الدراسة على إجراء المحاكاة العددية لهذه الوصلات من أجل تحديد إجهاد بداية الانهيار، والإجهاد الأعظمي باستخدام برنامج Ansys Workbench، ومقارنة نتائج المحاكاة العددية مع الاختبارات التجريبية لاستقصاء إمكانية الاعتماد على المحاكاة العددية في تحديد متانة الوصلات دون الحاجة لتكرار الاختبارات التجريبية. بيّنت النتائج أن الإجهادات في محيط الثقب تتناسب طرداً مع زيادة سماكة صفيحة الألمنيوم، وتنخفض مع زيادة قطر الثقب، وأن نوع الألياف المستعملة يؤثر بشكل متفاوت على هذه الإجهادات. تبيّن أيضاً أن الطبقات ذات توجه ألياف 450± بالنسبة إلى محور الوصلة تتحمل إجهادات أكبر، وتكون أكثر مطيلية من الوصلات نفسها ذات توجه ألياف 0,900. أظهرت نتائج المحاكاة العددية وجود اختلافات في قيم الإجهادات المتولدة في محيط الثقب نتيجة إلغاء فرضيات التبسيط في قانون حساب الإجهادات، كما أظهرت حساسية أكبر في كشف الانهيارات الموضعية من تلك الملاحظة على التغيرات في منحني الحمولة - الاستطالة.
