نوقشت رسالة الماجستير للباحث حيدر محمد علي عبد الزهرة في كلية الهندسة جامعة البصرة قسم الهندسة الميكانيكية وتحت اشراف الاستاذ الدكتور امين احمد نصار بعنوان تحليل انتشار الشقوق في الوصلات اللاصقة باستخدام نموذج مشترك يجمع بين التجارب العملية وطريقة العناصر المحددة الموسعة (XFEM)

أنجزت دراسة علمية حديثة تناولت تحليل سلوك انتشار الشقوق في الوصلات اللاصقة، وهي من التقنيات الحديثة المستخدمة في ربط المواد لما تتميز به من تقليل وزن المنشآت وتوزيع الإجهادات بشكل منتظم مقارنة بالوصلات الميكانيكية التقليدية مثل البراغي والمسامير، الأمر الذي يجعلها ذات أهمية كبيرة في قطاعات الطيران وصناعة السيارات والطاقة المتجددة.

واعتمدت الدراسة على منهجية متكاملة تجمع بين التجارب العملية والنمذجة العددية باستخدام طريقتي العناصر المحددة الموسعة (XFEM) ونموذج منطقة التماسك (CZM) لتحليل سلوك الكسر في الوصلات اللاصقة. وتم اختبار أربعة أنواع من المواد اللاصقة الإيبوكسية مع دراسة تأثير سماكة طبقة اللاصق من خلال سبع سماكات مختلفة تراوحت بين 0.15 و2.00 ملم.

وتضمنت التجارب استخدام ثلاثة أنواع من نماذج الوصلات القياسية وفق مواصفات ASTM، وهي Single Lap Joint (SLJ) وDouble Cantilever Beam (DCB) وEnd Notch Flexural (ENF)، إضافة إلى إجراء اختبارات الشد القصي واختبارات الكسر في النمطين الأول والثاني.

وأظهرت النتائج اختلافًا واضحًا في أداء المواد اللاصقة، حيث سجل لاصق ARALDITE-2015-1 أعلى حمل أقصى بلغ 11.26 كيلو نيوتن، بينما حقق لاصق ARALDITE AV138 أعلى طاقة كسر في النمط الأول. أما في النمط الثاني فقد أظهر لاصق LOCTITE EA 9497 أفضل أداء عند سماكة 1.30 ملم. كما كشفت النتائج عن علاقة غير خطية بين سماكة اللاصق وسلوك الكسر، حيث أظهرت السماكات الصغيرة أداءً أفضل في النمط الأول، بينما كانت السماكات الأكبر أكثر كفاءة في النمط الثاني.

وفي جانب النمذجة العددية، أظهرت نماذج XFEM وCZM قدرة عالية على التنبؤ بسلوك الكسر في الوصلات اللاصقة، مع توافق كبير مع النتائج التجريبية، حيث حقق نموذج XFEM معاملات دقة تراوحت بين 0.837 و0.983.

وقدمت الدراسة مجموعة من التوصيات التصميمية للتطبيقات الصناعية، منها استخدام لاصق AV138 بسماكة 0.15 ملم في التطبيقات التي تتعرض لأحمال شد، واستخدام LOCTITE EA 9497 بسماكة 1.30 ملم في التطبيقات التي يغلب عليها الحمل القصي، بينما تُعد سماكة 0.30 ملم خيارًا مناسبًا للتصاميم المحافظة في حالات الأحمال المختلطة.

وتؤكد الدراسة أهمية دمج التجارب العملية مع النمذجة العددية لفهم سلوك الكسر في الوصلات اللاصقة، بما يسهم في تطوير تصميمات هندسية أكثر كفاءة وتقليل الحاجة إلى التجارب المكلفة في التطبيقات الصناعية.