تأثير خستگي حرارتي بر چقرمگي شكست كامپوزيت هاي بافته شده كربن اپوكسي

كارشناسي ارشد

سازه‌هاي ساخته‌شده از كامپوزيت‌هاي پليمري در كاربردهاي مختلف مي‌توانند در معرض صدها چرخه گرمايي از دماهاي بسيار پايين تا دماهاي بالا قرار گيرند. در پژوهش حاضر، به بررسي رفتار چقرمگي شكست بين لايه اي كامپوزيت كربن/اپوكسي بافته‌شده در شرايط سيكل حرارتي در مود I و II شكست با استفاده از روش‌هاي تجربي و عددي پرداخته‌شده است. بدين منظور نمونه هاي استاندارد، تحت شرايط ارائه‌شده در استاندارد ASTM براي شرايط بارگذاري مودI و مودII به روش لايه چيني دستي به همراه وكيوم ساخته‌شده‌اند. نمونه‌هاي ساخته‌شده تحت سيكل حرارتي در محدوده 30- تا 65 درجه سانتي‌گراد و به تعداد 175 سيكل قرار گرفتند. با اندازه گيري داده هاي نيرو، جابه‌جايي و ميزان رشد ترك برحسب زمان و مقايسه مقادير آزمايشي در نمونه‌هاي DCB وENF در شرايط محيطي و سيكل حرارتي مشاهده شد كه سيكل حرارتي باعث افت چقرمگي شكست در كامپوزيت هاي كربن/اپوكسي بافته‌شده، شده است. كاهش چقرمگي شكست شروع و رشد در نمونه هاي DCB به ترتيب مقدار 8 و 12 درصد بوده و در نمونه هاي ENF به ترتيب مقدار13.84 و 15.62 درصد بوده است. در ادامه سطوح شكست نمونه ها موردبررسي قرار گرفت و مكانيسم رشد ترك در نمونه هاي دما اتاق و سيكل حرارتي مورد مقايسه و تحليل قرار گرفتند. روش هاي عددي براي رشد ترك در مود I و II موردمطالعه قرارگرفته و روش مدل ناحيه چسبناك به‌عنوان روش انتخابي مورداستفاده قرار گرفت. نمونه هاي DCB و ENF تحت مدل كشش-جدايش دوخطي شبيه‌سازي شدند. شبيه‌سازي نمونه‌ها در شرايط محيطي و سيكل حرارتي نشان مي‌دادند كه مدل ناحيه چسبناك دوخطي تطابق بهتري با شرايط سيكل حرارتي دارد.

195717

دانشگاه علم و صنعت ايران

مهندسي هوافضا-سازه هاي هوايي

دكتر فتح اله طاهري بهروز