Αριθμητική ανάλυση της αντοχής του κολλητικού δεσμού ενισχυτικών επιθεμάτων από σύνθετα υλικά

Abstract

Στο πρώτο κεφάλαιο, γίνεται μία παρουσίαση της ιστορικής αναδρομής της εξέλιξης των σύνθετων υλικών και των εφαρμογών τους στη βιομηχανία. Αναφέρονται στοιχεία σχετικά με τις μεθόδους επισκευής χαλύβδινων ελασμάτων, με έμφαση στις επισκευές με επίθεμα από σύνθετα υλικά και στην επιλογή του κατάλληλου κολλητικού μέσου που χρησιμοποιείται σε αυτού του είδους τις επισκευές. Τέλος, εξηγείται ο τρόπος λειτουργίας των cohesive στοιχείων που χρησιμοποιούνται στη μοντελοποίηση του κολλητικού αυτού μέσου. Στο δεύτερο Κεφάλαιο, περιγράφεται η πειραματική διαδικασία και αναλύονται τα αποτελέσματα μιας σειράς στατικών πειραματικών δοκιμών που διεξήχθησαν το 2006 στις εγκαταστάσεις του Εργαστηρίου Ναυπηγικής Τεχνολογίας (ΕΝΤ) της Σχολής Ναυπηγών Μηχανολόγων Μηχανικών του ΕΜΠ, στο πλαίσιο του προγράμματος Πυθαγόρας ΙΙ, του έργου «Ενίσχυση Ερευνητικών ομάδων στο ΕΜΠ» και του υποέργου «Χρήση Ενισχυτικών Επιθεμάτων από Σύνθετα Υλικά για την Ενίσχυση Τμημάτων Χαλύβδινων Ναυπηγικών Κατασκευών». Οι πειραματικές δοκιμές αφορούν μεγάλου μεγέθους δοκίμια από χάλυβα με διαβρωμένο το κεντρικό τους τμήμα και ενισχυμένα στη μία τους όψη από επίθεμα από σύνθετα υλικά, τα οποία φορτίστηκαν από στατικό εφελκυστικό φορτίο. Στο τρίτο Κεφάλαιο παρουσιάζεται η αριθμητική μοντελοποίηση, με τη ΜΠΣ, των πειραμάτων του Κεφαλαίου 2, στο πλαίσιο του ίδιου προγράμματος, καθώς και η αριθμητική μοντελοποίησή τους με χρήση cohesive στοιχείων για την προσομοίωση του κολλητικού μέσου της κατασκευής σύνθετο επίθεμα – κολλητικό μέσο - χαλύβδινο έλασμα. Στο τέταρτο Κεφάλαιο γίνεται η σύγκριση των δύο αριθμητικών αυτών μοντέλων, ενώ παράλληλα περιγράφονται οι δοκιμές που οδήγησαν στο τελικό μοντέλο με cohesive στοιχεία. Στο πέμπτο Κεφάλαιο γίνεται η ποσοτική και ποιοτική παρουσίαση της επίδρασης των διαφόρων παραγόντων που επιδρούν στην αποτελεσματικότητα της ενίσχυσης διαβρωμένου χαλύβδινου ελάσματος με επίθεμα από σύνθετα υλικά, μέσω των αποτελεσμάτων της παραμετρικής μελέτης που διενεργήθηκε. Η αριθμητική μοντελοποίηση όλων των σχετικών δοκιμών περιλαμβάνει την χρήση cohesive στοιχείων για την προσομοίωση του κολλητικού μέσου. Τέλος, στο έκτο Κεφάλαιο συνοψίζονται τα συμπεράσματα που προέκυψαν από τις πειραματικές δοκιμές, τους δύο τρόπους αριθμητικής μοντελοποίησης και την παραμετρική μελέτη.