شكست ترد پلاگسي گلاس و نانوكامپوزيت در معرض تركيب بار برشي خارج از صفحه با بار برشي صفحه اي

كارشناسي ارشد

رشد ترك خصوصا تحت بارگذاري‌هاي تركيبي فضايي يا برون صفحه‌اي پديده‌ي پيچيده‌اي است. از طرفي اكثر اجزاي ترك‌دار تحت تركيب‌هاي متفاوتي از بارگذاري‌ مركب I/II/II واقع مي‌شوند. مطالعات تجربي نه تنها به درك بهتر اين پديده كمك نموده بلكه موجب تسهيل ارائه‌ي معيارهايي مي‌شوند كه از قابليت تخمين مناسب‌تر مقادير چقرمگي و زواياي شكست تحت بارگذاري‌هاي تركيبي متفاوت و براي مواد مختلف برخوردار هستند. تاكنون پيكره‌بندي‌هاي فراواني جهت انجام آزمايش‌هاي شكست تحت بارگذاري تركيبي ارائه شده‌اند. در اين ميان، پيكره‌بندي‌هاي مربوط به بارگذاري تركيبي فضايي خصوصا بارگذاري تركيبي II/III نه تنها بسيار محدود بوده بلكه شامل نواقصي اساسي همچون توليد قابل توجه مود I بارگذاري هستند. آزمايش‌هاي بارگذاري تركيبي II/III را مي‌توان توسط پيكره‌بندي‌هاي بارگذاري تركيبي I/II/III نيز اجرا نمود اما فيكسچرهاي بارگذاري مربوطه داراي پيچيدگي‌هايي است. بنابراين در اين پژوهش، پيكره‌بندي جديدي ارائه شده كه از نمونه‌اي با هندسه‌ي ساده برخوردار بوده و نصب فيكسچرها و بارگذاري با سهولت صورت مي‌پذيرد. اين پيكره‌بندي نه تنها فاقد نواقص پيكره‌بندي‌هاي پيشين بارگذاري تركيبي II/III است بلكه مقدار تنش T توليدي نيز بسيار ناچيز مي‌باشد. در ابتدا از اين پيكره‌بندي جهت انجام آزمون‌هاي بارگذاري تركيبي II/III بر روي نمونه‌هاي PMMA استفاده شد. با توجه به مقايسه صورت گرفته ميان نتايج آزمايشگاهي و پيش‌بيني‌هاي معيارهاي تئوري شكست، بهترين انطباق با معيار شكست ريچارد و پس از آن با معيار بيشينه تنش موثر مشاهده شد. در مرحله‌ي بعدي از پيكره‌بندي پيشنهادي جهت انجام آزمون‌هاي مود II و III بارگذاري بر روي نمونه‌هاي نانوكامپوزيت حاوي نانولوله‌هاي كربني استفاده شد. نمونه‌هاي مورد نظر از رزين اپوكسي‌اي كه عموما در صنايع هوايي كاربرد دارد ساخته شدند. جهت تقويت پليمر مورد نظر، از مقادير متفاوتي نانولوله كربني چند جداره عامل‌دار (با در نظر گرفتن 1/0، 5/0 و 1 درصد وزني نانوذره) استفاده شد. با توجه به نتايج آزمايش‌هاي صورت گرفته تحت هر دو مود بارگذاري، با افزايش درصد وزني نانولوله‌هاي كربني، چقرمگي شكست با روندي افزايشي، بهبود خواهد يافت. جهت توجيه اين تغييرات، سطح شكست نمونه‌هاي آزمون با استفاده از تصاوير ميكروسكوپ الكتروني روبشي مورد بررسي قرار گرفته و مكانيزم‌هاي موثر شناسايي شدند. واژه‌هاي كليدي: بارگذاري تركيبي فضايي، بارگذاري تركيبي II/III، چقرمگي شكست نانوكامپوزيت، شكست ترد

191318

دانشگاه علم و صنعت ايران

جامدات - طراحي كاربردي

دكتر مجيد رضا آيت اللهي