استحكام باقي مانده نانو كامپوزيت¬هاي كربن/ اپوكسي تحت بار گذاري متناوب دمايي و ضربه كم سرعت

دكتري

ضربه با انرژي پايين و كم سرعت شامل برخورد ابزارهاي تعمير و ضربات ناشي از برخورد اجسام خارجي به قطعات ساخته شده از كامپوزيت¬هاي زمينه پليمري، در بيشتر موارد عيوبي ايجاد مي¬كند كه با بازرسي چشمي قابل شناسايي نبوده ولي باعث افت خواص مكانيكي و كارايي سازه مي¬شوند. از طرف ديگر در برخي كاربردها، قطعات كامپوزيتي در معرض تغييرات دمايي مداوم قرار مي¬گيرند كه اين عامل، خواص مكانيكي از جمله خواص مقاومت به ضربه آنها را تحت تاثير قرار مي¬دهد. هدف اين رساله استفاده از نانو ذرات رس به منظور بهبود خواص صفحات كربن/ اپوكسي تحت ضربه كم سرعت و چرخه¬هاي حرارتي مي¬باشد. روش تحقيق در اين رساله، بر مبناي مشاهدات آزمايشگاهي و تفسير و كمي¬سازي نتايج مي¬باشد. ابتدا نمونه¬هاي اپوكسي حاوي سه درصد وزني 2/0، 4/0 و 8/0از نانورس ساخته شده و بر مبناي خواص كششي و خمشي نمونه¬ها درصد بهينه نانورس در رزين اپوكسي 2/0 درصد بدست آمده¬است. سپس صفحات كربن/ اپوكسي بدون نانورس و حاوي 2/0 درصد نانورس با روش نفوذ در خلأ ساخته شده و تحت آزمون ضربه كم سرعت به روش سقوط آزاد و در سه سطح انرژي ضربه 10، 15 و 20 ژول قرارگرفتند. افزودن نانورس، بيشينه نيروي تماسي ضربه و استحكام فشاري باقي¬مانده را بطور ميانگين، به¬ترتيب %11/22 و %77/20 در نمونه¬ها افزايش داده¬است. در ادامه صفحات كامپوزيتي كربن / اپوكسي با و بدون نانورس در آون حرارتي تحت دويست چرخه حرارتي بين 30- تا 65+ درجه سانتيگراد قرار گرفته¬اند. قرارگيري چند لايه‌¬ها در شرايط چرخه حرارتي، منجر به افزايش %34/19، %61/14، % 28و %3/30 سفتي نمونه¬‌هاي ضربه خورده با انرژي 0، 10، 15 و 20 ژول گرديده-است. و استحكام باقي مانده فشاري به ترتيب %72/15، %19/8، 29%/19 و %76/13 در سطوح انرژي ضربه 0، 10، 15 و 20 ژول افزايش داشته¬است.در ادامه با استفاده از ميكروسكوپ نوري، ميكروسكوپ الكتروني روبشي و سي¬تي¬اسكن، مكانيزم¬هاي خرابي ناشي از ضربه كم سرعت و چرخه¬هاي حرارتي در روي نمونه¬ها مطالعه شده¬است. در انتها پارامترهاي مدل كاپرينو براي پيش‌بيني استحكام فشاري باقي‌مانده نمونه¬هاي كربن/ اپوكسي با و بدون نانورس در دماي اتاق و شرايط چرخه حرارتي با استفاده از نتايج تجربي استخراج شده¬است.

211274

دانشگاه علم و صنعت ايران

ندارم

مكانيك

دكتر فتح اله طاهري بهروز