تعيين بازده ترميم براي كامپوزيت‎هاي پليمري لايه‎اي تقويت شده با سيم‎هاي حافظه‎دار

كارشناسي ارشد

در اين تحقيق يك روش جديد براي ايجاد خاصيت خودترميمي در كامپوزيت‎هاي پليمري لايه‎اي، مبتني بر استفاده از رزين با پيوندهاي بازگشت پذير حرارتي و آلياژهاي حافظه‎دار جاسازي شده ارائه شده است، كه همچين روشي تا الان در كامپوزيت‌هاي لايه‌اي هيچ جا كار نشد. هدف پژوهش انجام شده اين است كه از سيم‎هاي حافظه‌دار براي كمك به خاصيت خود ترميمي در كامپوزيت‎هاي پليمري لايه‎اي مبتني بر واكنش ديلز-آلدر استفاده شده و اثر آن بر بازده ترميم بررسي گردد. سيم‎هايي از جنس آلياژهاي حافظه‎دار در هنگام تبديل از فاز مارتنزيتي به فاز آستنيتي نيروي بازيابي داخلي به سازه وارد مي‎كنند و ترك‎هاي ماتريسي حاصل از تخريب را تحت فشار قرار داده و باعث بسته شدن آن‎ها مي‎شوند. در پژوهش حاضر جهت بررسي اثرات حضور اين سيم‎ها در فرآيند خودترميمي، ابتدا از طريق نرم افزار‎ عددي تعداد سيم و مقدار پيش كرنش مورد نياز و همچنين مكان قرارگيري سيم محاسبه و تعيين شد. در ادامه و در بخش آزمايش‎هاي تجربي، نمونه‎هاي الياف شيشه با رزين خود ترميم در دو حالت بدون سيم و هيبريد شده با سيم‎هاي حافظه‎دار در پيش كرنش‎هاي 2% و4% ساخته شد و تحت آزمايش خمش چهار نقطه‎اي قرار گرفت. براي بررسي بازده ترميم دو پارامتر مدول و استحكام خمشي مورد توجه قرار گرفتند. نتايج نشان داد كه استفاده از 2 سيم حافظه‎دار با ميزان پيش‎كرنش 2% كه در ناحيه مياني نمونه‎هاي كامپوزيتي قرار گرفته‎اند، باعث ايجاد بازده ترميم به ميزان 4/126% و 5/113% به ترتيب در استحكام و مدول خمشي تحت اثر آسيب شده است. اين درحالي است كه در حالت عدم وجود سيم حافظه‎دار، بازده ترميم استحكام و مدول خمشي نمونه‎ها به ترتيب 3/75% و 4/44% بوده است. همچنين بر اساس نتايج عددي و تجربي به دست آمده، پيش‎كرنش‎هاي بالاتر و نيز تعداد سيم‎هاي بيشتر مي‎توانند باعث تخريب سازه و كاهش بازده ترميم شوند. نتايج به دست آمده، دورنماي مناسبي را براي استفاده از سيستم خودترميم ارائه شده در كاربردهاي مورد نياز ترسيم مي‎كند.

191603

دانشگاه علم و صنعت ايران

مكانيك جامدات - طراحي كاربردي

دكترشكريه