تحلیل بررسی خستگی تجربی ارتعاشات در اتصالات پیچ و مهره ای با پوشش نانوکامپوزیتی تحت بارگذاری ارتعاشی شبه تصادفی در دمای محیط

Abstract

این پژوهش با هدف تحلیل تجربی خستگی اتصالات پیچ و مهره‌ای تحت بارگذاری ارتعاشی شبه‌تصادفی در دمای محیط و بررسی نقش پوشش نانوکامپوزیتی در بهبود عملکرد این اتصالات انجام شد. اهمیت موضوع در این است که اتصالات پیچ و مهره‌ای نقاط بحرانی در سازه‌های صنعتی محسوب می‌شوند و شل‌شدگی یا شکست آن‌ها می‌تواند پیامدهای جدی به همراه داشته باشد. در این مطالعه، روش تحقیق به صورت آزمایشگاهی طراحی گردید. برای این منظور تعداد 40 نمونه پیچ و مهره استاندارد انتخاب شد که نیمی از آن‌ها با پوشش نانوکامپوزیتی تقویت گردیدند و نیمی دیگر به عنوان گروه کنترل بدون پوشش باقی ماندند. آزمایش‌ها با استفاده از دستگاه ارتعاشی قادر به اعمال بارگذاری شبه‌تصادفی انجام گرفت. برای سنجش پایایی ابزارها، اندازه‌گیری‌های تکراری صورت گرفت و ضریب همبستگی بیش از 0.90 به دست آمد که نشان‌دهنده پایایی مطلوب بود. نتایج پژوهش بیانگر آن است که اتصالات پوشش‌دار در مقایسه با نمونه‌های بدون پوشش کاهش پیش‌بار کمتری داشتند و میانگین کاهش آن‌ها از 32 درصد در گروه کنترل به 14 درصد کاهش یافت. همچنین، عمر خستگی نمونه‌های پوشش‌دار به طور متوسط از 120000 چرخه در گروه بدون پوشش به 210000 چرخه افزایش پیدا کرد. علاوه بر این، میزان انرژی ارتعاشی جذب‌شده در گروه پوشش‌دار حدود 28 درصد بیشتر از گروه کنترل بود. این یافته‌ها نشان داد که پوشش نانوکامپوزیتی نقش مؤثری در بهبود مقاومت خستگی، کاهش شل‌شدگی و افزایش پایداری اتصالات پیچ و مهره‌ای دارد. در مجموع، دستاوردهای این پژوهش می‌تواند در طراحی ایمن‌تر سازه‌ها و کاهش هزینه‌های تعمیر و نگهداری صنایع حساس به کار گرفته شود.