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자료유형
학술저널
저자정보
Abderahmane, Sahli (Laboratoire Mecanique Physique des Materiaux [LMPM], Department of Mechanical Engineering, University of Sidi Bel Abbes) Mokhtar, Bouziane M. (Laboratoire Mecanique Physique des Materiaux [LMPM], Department of Mechanical Engineering, University of Sidi Bel Abbes) Smail, Benbarek (Laboratoire Mecanique Physique des Materiaux [LMPM], Department of Mechanical Engineering, University of Sidi Bel Abbes) Wayne, Steven F. (Medical Acoustic Laboratory, University of Memphis) Zhang, Liang (Medical Acoustic Laboratory, University of Memphis) Belabbes, Bachir Bouiadjra (Laboratoire Mecanique Physique des Materiaux [LMPM], Department of Mechanical Engineering, University of Sidi Bel Abbes) Boualem, Serier (Laboratoire Mecanique Physique des Materiaux [LMPM], Department of Mechanical Engineering, University of Sidi Bel Abbes)
저널정보
테크노프레스 Structural engineering and mechanics : An international journal Structural engineering and mechanics : An international journal 제63권 제3호
발행연도
2017.1
수록면
361 - 370 (10page)

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Through the use of finite element analysis and acoustic emission techniques we have evaluated the interfacial failure of a carbon fiber reinforced polymer (CFRP) repair patch on a notched aluminum substrate. The repair of cracks is a very common and widely used practice in the aeronautics field to extend the life of cracked sheet metal panels. The process consists of adhesively bonding a patch that encompasses the notched site to provide additional strength, thereby increasing life and avoiding costly replacements. The mechanical strength of the bonded joint relies mainly on the bonding of the adhesive to the plate and patch stiffness. Stress concentrations at crack tips promote disbonding of the composite patch from the substrate, consequently reducing the bonded area, which makes this a critical aspect of repair effectiveness. In this paper we examine patch disbonding by calculating the influence of notch tip stress on disbond area and verify computational results with acoustic emission (AE) measurements obtained from specimens subjected to uniaxial tension. The FE results showed that disbonding first occurs between the patch and the substrate close to free edge of the patch followed by failure around the tip of the notch, both highest stress regions. Experimental results revealed that cement adhesion at the aluminum interface was the limiting factor in patch performance. The patch did not appear to strengthen the aluminum substrate when measured by stress-strain due to early stage disbonding. Analysis of the AE signals provided insight to the disbond locations and progression at the metal-adhesive interface. Crack growth from the notch in the aluminum was not observed until the stress reached a critical level, an instant before final fracture, which was unaffected by the patch due to early stage disbonding. The FE model was further utilized to study the effects of patch fiber orientation and increased adhesive strength. The model revealed that the effectiveness of patch repairs is strongly dependent upon the combined interactions of adhesive bond strength and fiber orientation.
#bonded/unbonded prestressing #composites #crack/damage detection/identification #finite element method #FEM) #simulation

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