HEAL DSpace

Επίδραση του τρόπου προετοιμασίας της επιφάνειας στην αντοχή κολλητού συνδέσμου χάλυβα - σύνθετου υλικού

Αποθετήριο DSpace/Manakin

Εμφάνιση απλής εγγραφής

dc.contributor.advisor Τσούβαλης, Νικόλαος el
dc.contributor.author Καλτερεμίδου, Καλλιόπη-Άρτεμη Λ. el
dc.contributor.author Kalteremidou, Kalliopi-Artemi L. en
dc.date.accessioned 2014-10-08T09:29:52Z
dc.date.available 2014-10-08T09:29:52Z
dc.date.copyright 2014-03-26 -
dc.date.issued 2014-10-08
dc.date.submitted 2014-03-26 -
dc.identifier.uri http://hdl.handle.net/123456789/39191
dc.description 104 σ. el
dc.description Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο--Μεταπτυχιακή Εργασία. Διεπιστημονικό-Διατμηματικό Πρόγραμμα Μεταπτυχιακών Σπουδών (Δ.Π.Μ.Σ.) “Επιστήμη και Τεχνολογία Υλικών” el
dc.description.abstract Οι εφαρμογές των σύνθετων υλικών σε προηγμένες και ελαφριές κατασκευές επεκτείνονται συνεχώς χρησιμοποιώντας τα είτε ως νέα δομικά υλικά είτε για την αντικατάσταση μετάλλων. Η τελευταία περίπτωση αποκτά τελευταία όλο και μεγαλύτερο ενδιαφέρον για τη ναυπηγική βιομηχανία, σε μια προσπάθεια να μειωθεί το δομικό βάρος των κατασκευών. Κατ’ επέκταση, η ένωση σύνθετου υλικού με χάλυβα είναι ένα ουσιαστικό ερευνητικό πεδίο, που απαιτεί εκτενείς μελέτες για την εύρεση της επίδρασης των πολλών παραμέτρων που επηρεάζουν την αντοχή ενός κολλητού συνδέσμου σύνθετου υλικού – χάλυβα. Η παρούσα εργασία παρουσιάζει μια πειραματική παραμετρική μελέτη κολλητών συνδέσμων τύπου double – strap μεταξύ ανόμοιων υλικών, δηλαδή κοινού ναυπηγικού χάλυβα και σύνθετου υλικού με πολυμερική μήτρα και ίνες άνθρακα. Ο σκοπός αυτής της μελέτης είναι να ερευνηθεί η δυνατότητα της χρήσης μεθόδων laser για την επιφανειακή επεξεργασία των χαλύβδινων μερών και να εξαχθεί πολύτιμη γνώση που θα χρησιμοποιηθεί στη σχεδίαση αυτού του τύπου κολλητών συνδέσμων. Τέσσερις διαφορετικές μέθοδοι προετοιμασίας της επιφάνειας και δύο διαφορετικά μήκη επικάλυψης εξετάζονται πειραματικά, οδηγώντας σε ένα σύνολο 48 δοκιμίων. Οι μέθοδοι προετοιμασίας της επιφάνειας περιλαμβάνουν 2 διαφορετικές μεθόδους laser που δημιουργούν διαφορετικές κατανομές μικροδομών επάνω στις χαλύβδινες επιφάνειες. Για λόγους σύγκρισης, σε ένα σύνολο δοκιμίων έγινε αμμοβολή προδιαγραφών SA2½ και σε ένα άλλο σύνολο χρησιμοποιήθηκε εργαλείο χειρός για την προετοιμασία της επιφάνειας του χάλυβα στην περιοχή επικάλυψης. Σε όλες τις περιπτώσεις, τα τμήματα του σύνθετου υλικού κατασκευάστηκαν απ’ ευθείας επάνω στο χάλυβα χρησιμοποιώντας τη μέθοδο vacuum bagging και, σε αντίθεση με την πλειοψηφία των εργασιών που βρέθηκαν στη βιβλιογραφία, η ρητίνη του σύνθετου υλικού χρησιμοποιήθηκε ως το κολλητικό μέσο ανάμεσα στο χάλυβα και το σύνθετο υλικό. Συνολικά, έξι δοκίμια κόπηκαν από κάθε σύνδεσμο που κατασκευάστηκε και υπεβλήθησαν σε μονοαξονικό εφελκυσμό. Σε κάθε περίπτωση, καταγραφόταν η δύναμη συναρτήσει της μετατόπισης κάθε δοκιμίου και ο τρόπος έναρξης και διάδοσης της αστοχίας. Οι πειραματικές μετρήσεις αναλύονται οδηγώντας σε σημαντικά ποιοτικά συμπεράσματα όσον αφορά στον τρόπο αστοχίας των δοκιμίων και την επίδραση της μεθόδου επιφανειακής επεξεργασίας και του μήκους επικάλυψης στην αντοχή των κολλητών συνδέσμων. el
dc.description.abstract Applications of composite materials to advanced and lightweight structures are continuously expanding either as new structural materials or by replacing metals. The last option is becoming lately of great interest for the marine shipbuilding industry, in an effort to decrease structural weight and lower its center of gravity. Therefore, joining of composite and steel parts is an essential research field, necessitating extensive studies investigating the effect of the many parameters that affect the strength of a composite-to-steel adhesive joint. The present work presents an experimental parametric study of adhesively bonded double strap joints between dissimilar materials, namely typical marine grade steel and carbon fiber reinforced polymers, where the composite is directly laminated on the steel. The purpose of this study is to investigate the potential of using laser surface texturing as a means for surface preparation of the steel adherents and extract valuable knowledge that will be used in the design of this type of joints for connecting steel and composite structural parts. Four different surface preparation methods and two different overlap lengths are considered and experimentally tested, resulting in a total of 48 tests. The surface preparation methods involve 2 different laser surface texturing configurations arranged in regular patterns, obtained by melt pool displacement with a high brilliance fibre laser, which allows to produce a spike-hole combined topography in homogeneous (star-like) or directional (triangle-like) arrangement. For comparison reasons, a set of specimens was made using grit blasting to SA2½ and another set using a hand tool for the steel surface preparation in the overlap area. In all cases, composite adherents were laminated directly on steel and were cured using the vacuum bag method and, unlike the majority of the work found in the literature, the resin of the composite system was used as the adhesive. Six double strap joints specimens were cut from each parent plate and were tested under a uniaxial tensile quasi static displacement. The applied displacement and the reaction force were recorded and a high speed camera was used in order to capture any possible signs of damage initiation and propagation in the overlap area. The experimental measurements are analyzed resulting in important qualitative conclusions regarding the damage initiation areas and the damage propagation paths, as well as in important quantitative conclusions regarding the effect of the surface preparation method and overlap length on the failure mode and strength of the joint. en
dc.description.statementofresponsibility Καλλιόπη-Άρτεμη Λ. Καλτερεμίδου el
dc.language.iso el en
dc.rights ETDFree-policy.xml en
dc.subject Κολλητοί σύνδεσμοι el
dc.subject Σύνθετο υλικό el
dc.subject Χάλυβας el
dc.subject Προετοιμασία επιφάνειας el
dc.subject Μήκος επικάλυψης el
dc.subject Μέθοδοι laser el
dc.subject Αμμοβολή el
dc.subject Πειραματική διερεύνηση el
dc.subject Αντοχή δοκιμίων el
dc.subject Τρόποι αστοχίας el
dc.subject Adhesive joints en
dc.subject Composite material en
dc.subject Steel en
dc.subject Surface preparation en
dc.subject Overlap length en
dc.subject Laser methods en
dc.subject Sandblasting en
dc.subject Experimental investigation en
dc.subject Strength of specimens en
dc.subject Failure modes en
dc.title Επίδραση του τρόπου προετοιμασίας της επιφάνειας στην αντοχή κολλητού συνδέσμου χάλυβα - σύνθετου υλικού el
dc.title.alternative Experimental investigation of composite-to-steel adhesive joints with laser treated surfaces en
dc.type masterThesis el (en)
dc.date.accepted 2014-03-17 -
dc.date.modified 2014-03-26 -
dc.contributor.advisorcommitteemember Σιμιτζής, Ιωάννης el
dc.contributor.advisorcommitteemember Ζουμπουλάκης, Λουκάς el
dc.contributor.committeemember Τσούβαλης, Νικόλαος el
dc.contributor.committeemember Σιμιτζής, Ιωάννης el
dc.contributor.committeemember Ζουμπουλάκης, Λουκάς el
dc.contributor.department Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Χημικών Μηχανικών. Τομέας Θαλάσσιων κατασκευών. Εργαστήριο Ναυπηγικής τεχνολογίας. el
dc.date.recordmanipulation.recordcreated 2014-10-08 -
dc.date.recordmanipulation.recordmodified 2014-10-08 -


Αρχεία σε αυτό το τεκμήριο

Αυτό το τεκμήριο εμφανίζεται στην ακόλουθη συλλογή(ές)

Εμφάνιση απλής εγγραφής