بررسي تجربي و مدلسازي رفتار خمشي كامپوزيت سيماني تقويت شده با الياف

كارشناسي ارشد

كامپوزيت¬هاي سيماني تقويت شده با الياف با عملكرد بالا (HPFRCC ) نوعي از كامپوزيت¬هاي سيماني هستند كه بعد از از اولين ترك، به جاي رفتار ترد و شكننده، رفتار سخت¬شوندگي كرنشي از خود نشان مي¬دهند. كامپوزيت¬هاي سيماني مهندسي شده (ECC ) نوعي از HPFRCCها هستند كه از الياف كوتاه به عنوان تقويت كننده استفاده كرده و كرنش كششي در حدود % 6 – 3 دارند. در اين پژوهش از الياف كوتاه پلي¬پروپيلن (PP) و پلي¬وينيل¬الكل (PVA) و تركيب آنها به عنوان تقويت كننده ECC استفاده شده است. هر دو نوع الياف در چهار كسر حجمي مختلف % 5/0، % 1، % 5/1 و % 2 مورد استفاده قرار گرفتند. الياف PP چهار شكل سطح مقطع مختلف دارند كه عبارتند از: توخالي، دايروي، مثلثي و سه پره. الياف PP در طول¬هاي mm 6، mm 9 و mm 12 و الياف PVA در طول mm 6 مورد استفاده قرار گرفتند. رفتار خمشي نمونه¬ها با كمك دستگاه يونيورسال بدست آمد. همچنين علاوه بر استحكام خمشي، ظرفيت جذب انرژي (طاقت) نمونه¬ها نيز از طريق مساحت زير منحني نيرو – خيز خمشي محاسبه شد. علاوه بر آن، نتايج استحكام خمشي در متلب با كمك سه روش رگرسيون، شبكه عصبي و انفيس مدل شدند. نتايج نشان مي¬دهد كه الياف PVA باعث افزايش استحكام خمشي و الياف PP باعث افزايش طاقت مي¬شوند. در حالتي كه از يك نوع ليف استفاده شود، الياف توخالي با طول mm 12 و كسر حجمي % 2 بهترين عملكرد را دارند، زيرا استحكام خمشي و طاقت را % 32 و % 6637 نسبت به نمونه شاهد افزايش مي¬دهد. در حالت تركيبي نيز نمونه حاوي الياف مثلثي به طول mm 9 و كسر حجمي % 5/1 استحكام خمشي را % 71 و ظرفيت جذب انرژي را % 146 افزايش مي-دهد. نتايج مدلسازي نيز نشان مي¬دهد كه در شبكه عصبي مدلي با تعداد نورون¬هاي 7 و 8 در لايه¬هاي مخفي و در انفيس مدلي با تابع عضويت bell-shaped نتايج بهتري دارند.

193518

دانشگاه علم و صنعت ايران

دكتر جعفر سبحاني

مهندسي پليمر

دكتر مسعود جمشيدي