پارامترهای موثر بر خواص برشی ساندویچ پنل با رویه کامپوزیت وینیل استر- الیاف شیشه و هسته پلی وینیل کلراید

نوع مقاله: مقاله مستقل

نویسندگان

1 فارغ التحصیل کارشناسی ارشد، مهندسی مواد، دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی، تهران

2 فارغ التحصیل کارشناسی ارشد، سازه کشتی، دانشگاه صنعتی امیرکبیر، تهران

3 دانشیار، مهندسی مواد، دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی، تهران

4 استادیار، مجتمع ساخت و فرایند تولید گروه کامپوزیت، دانشگاه مالک اشتر، تهران

10.22044/jsfm.2020.8734.2976

چکیده

در این پژوهش، تاثیر نوع چسب اپوکسی (Epon 828 و Araldite EA 1103)، ناحیه هم پوشانی (mm 5/12 و 25) و اصلاح سطحی کامپوزیت پلیمری بر رفتار برشی ساندویچ پنل های با هسته فوم پلی وینیل کلراید (PVC) C7075 و رویه کامپوزیت پلیمری (وینیل استر- الیاف شیشه) به صورت تجربی و شبیه سازی مورد بررسی قرار گرفت. با توجه به نتایج، نمونه حاوی چسب Epon استحکام برشی بیشتر و درصد کرنش کمتری در مقایسه با نمونه حاوی چسب Araldite ارائه داد. نمونه های با ناحیه هم پوشانی mm 5/12 خواص برشی بیشتری در مقایسه با نمونه های با ناحیه هم پوشانی mm 25 داشتند که علت آن وجود حباب و عیوب بیشتر در سطح هم پوشانی بیشتر است. نمونه هایی که کامپوزیت پلیمری آن ها با کاغذ سنباده 100 اصلاح سطحی شدند، خواص برشی بیشتری نسبت به نمونه های اصلاح سطحی شده با کاغذ سنباده 60 داشتند که علت آن افزایش سطح تماس و نفوذ بهتر چسب به داخل تخلخل ها است. بررسی مکانیزم شکست نشان داد که دو مکانیزم شکست چسب و پارگی فوم PVC باعث تخریب ساندویچ پنل می شوند که غلبه مکانیزم پارگی فوم بر شکست چسب افزایش خواص برشی ساندویچ پنل را سبب می شود. نتایج نشان داد که تطابق قابل قبولی میان نتایج تجربی و شبیه سازی وجود دارد.

کلیدواژه‌ها


[1] Kant T, Patil H (1991) Buckling loads of sandwich columns with a higher-order theory. J Reinf Plast Comp 10(1): 102-109.

[2] Zhang J, Supernak P, Mueller-Alander S, Wang CH (2013) Improving the bending strength and energy absorption of corrugated sandwich composite structure. Mater Des 52: 767-773.

[3] Parton H, Verpoest I (2005) In situ polymerization of thermoplastic composites based on cyclic oligomers. Polym Compos 26(1): 60-65.

[4]  Packham D (1983) The adhesion of polymers to metals: The role of surface topography. adhesion aspects of polymeric coatings. First edn. Springer, Boston.

[5]  Adams RD, Comyn J, Wake WC, Wake W (1997) Structural adhesive joints in engineering. springer science & business media. 2nd edn. Chapman & hall, Londen.

[6]  Abdollahi Azghan M, Eslami-Farsani R (2018) The effects of stacking sequence and thermal cycling on the flexural properties of laminate composites of aluminium-epoxy/basalt-glass fibres. Mater Res Express 5(2): 25-32.

[7]  Kaw AK (2005) Mechanics of composite materials CRC press. Taylor & Francis. 2nd edn. United Kingdom.

[8] Banea M, Da Silva LF (2009) Adhesively bonded joints in composite materials: An overview. P I Mech Eng L-J Mat 223(1): 1-18.

[9] Marques E, Magalhães D, Da Silva LF (2011) Experimental study of silicone‐epoxy dual adhesive joints for high temperature aerospace applications. Materialwiss Werkst 42 (5): 471-477.

[10] Budhe S, Ghumatkar A, Birajdar N, Banea M (2015) Effect of surface roughness using different adherend materials on the adhesive bond strength. Appl Adhes Sci 3(1): 20-30.

[11] Mirzapour A, Beheshty MH, Vafayan M (2013) The response of sandwich panels with rigid polyurethane foam cores under flexural loading. Iran Polym J 14(12): 1082-1088.

[12] Da Silva LF, Rodrigues T, Figueiredo M, De Moura M, Chousal J (2006) Effect of adhesive type and thickness on the lap shear strength. J Adhesion 82(11): 1091-1115.

[13] Choi K, Condon J, Ferracane J  (2000) The effects of adhesive thickness on polymerization contraction stress of composite. J Dent Res 79(3): 812-817.

 [14] Sabzikar Boroujerdy M, Dariushi S, Sadighi M (2013) Bending properties of sandwich beams with fiber metal laminate face sheet. Iranian Journal of Polymer Science and Technology 25(5): 375-382.

[15] خندابی ر، خدارحمی ح، حسینی ر، ضیاء شمامی م (1397) مطالعه تجربی و عددی اثر ضخامت هسته و رویه در پانل‌های ساندویچی با هسته فوم و رویه‌های آلومینیومی تحت بارگذاری انفجاری. مجله علمی پژوهشی مکانیک سازه­ها وشاره­ها          106-91 :(3)8.

 [16] Standard Test Method for Apparent Shear Strength of Single-Lap-Joint Adhesively Bonded Metal Specimens by Tension Loading. ASTM International. (2001) D 1002-01.

[17] Resin E (2005) 828 Data Sheet, Shell Chemical Co. 60.

[18] Solmaz AS, Turgut A (2012) the effects of adhesive thickness, surface roughness and overlap distance on joint strength in prismatic plug-in joints attached with adhesive. Int J Phys Sci 7(17): 2580-2586.

[19] Atikah N, Afendi M, Hirmaliza, Majid M, Amira N, Mazlee MN (2014) Strength of ductile adhesive butt joint bonded with dissimilar adherents: Effect of surface roughness. Appl Mech Mater 554: 366-370.