اثرزاویه قرارگیری الیاف بر روی چقرمگی شکست بین لایه ای در مودI ماده مرکب الیاف شیشه/اپوکسی

نوع مقاله: گزارش تحقیقاتی

نویسندگان

1 دانشکده مکانیک-دانشگاه سمنان

2 دانشکده پلیمر-پژوهشگاه پلیمر و پتروشیمی ایران

3 دانشگاه آزاد اسلامی واحد سمنان

4 دانشگاه قم

چکیده

در این مقاله، اثر زاویه قرارگیری الیاف بر روی چقرمگی شکست بین لایه ای در مودI ماده مرکب الیاف شیشه/ اپوکسی، به طور تجربی مورد بررسی قرار می گیرد. به عبارتی به بررسی نمونه ها در پدیده تورق و پدیده پل زنی در الیاف می پردازیم. بدین منظور از آزمون تیر یکسر گیردار دولبه با ترک اولیه یکسان برای همه نمونه ها استفاده می شود. بدین منظور نمونه های مورد نظر، با الیاف شیشه با بافت دو بعدی، که تا کنون انجام نشده است، با زاویه های قرارگیری زیر ساخته شد: ]4s0/90[،]4s 90/0[و ]4s 45±[. منحنی بار – جابه جایی از آزمون به دست می آید و سپس با استفاده از روش تئوری کالیبره شده، منحنی R- برای به دست آوردن چقرمگی شکست بین لایه ای استفاده می شود. نتایج بررسی ها نشان می دهند که تغییر زاویه قرارگیری الیاف از 0 به 45± و از 45± به 90 درجه باعث افزایش در چقرمگی شکست بین لایه ای می شود و پدیده پل زنی در الیاف را به تاخیر می اندازد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


[1] William JG (1989) Fracture mechanics of anisotropic materials. Composite Material Series Application of Fracture Mechanics to Composite Materials 6: 3–38.

[2] ASTM Standard D5528-94a, Standard test method for mode I interlaminar fracture toughness of unidirectional continuous fiber reinforced polymer matrix composites. Philadelphia, PA, 1994.

[3] Standard test methods for flexural properties of unreinforced and reinforced plastics and electrical insulating materials 1. Annual Book of ASTM Standards: 1-11 (2008).

[4] Tay TE (2003) Characterization and analysis of delamination fracture in composites: An overview of developments from 1990 to 2001. Applied Mechanics Reviews 56: 1–23.

[5] Brunner AJ, Blackman BRK, Davies P (2008) Mode II initiation fracture toughness analysis for wood obtained by 3-ENF test. Engineering Fracture Mechanics 75: 2779–2794.

[6] Chai H (1984) The effect of defects in tubes: Part 1. Mode I delamination resistance. Composites 15: 277–290.

[7] Gutkin R, Laffan ML, Pinho ST, Robinson P, Curtis PT (2011) Modelling the R-curve effect and its specimen-dependence. International Journal of Solids and Structures 48: 1767–1777.

[8] Shetty MR, Vijay Kumar KR, Sudhir S, Raghu P, Madhuranath AD (2000) Effect of fiber orientation on mode i interlaminar fracture toughness of glass epoxy composites. Journal of Reinforced Plastics and Composites 19: 606–620.

[9] Miyagawa H, Sato C, Ikegami K (2009) Effect of fiber orientation on mode i fracture toughness of CFRP. Polymer 115: 2–9.

[10] Suo Z, Bao G, Fan B (1992) Limiting mechanisms of mode i interlaminar toughening of composites reinforced with aligned carbon nanotubes. Journal of Mechanics Physics Solids 40: 1–16.

[11] De Moura MFSF, Campilho RDSG, Amaro AM, Reis PNB (2010) Interlaminar and intralaminar fracture characterization of composites under mode I loading. Composite Structures 92: 144–149.

[12] Kan HP, Deo RB, Shah C, Kinslow R (1987) Resistance curve approach to predicting residual strength of composites. Air Force Office of Scientific Research 20332-6448, Report No. AFOSR-TR-87-0062.

[13] Petrescu I, Mohora C, Ispas C, (2011) Interlaminar fracture toughness behavior for CFRP unidirectional laminates using DCB test. Proceedings of the 22nd International DAAAM Symposium, Vienna, Austria, EU.

[14] Shokrieh MM, Heidari-Rarani M, Ayatollahi MA (2012) Delamination R-curve as a material property of unidirectional glass/epoxy composites. Materials and Design 34: 211–218.

[15] Nicholls DJ, Gallagher JPJ (1983) Effect of fiber orientation on mode I fracture toughness. Reinforced Plastic Composite 2(3): 168–183.

[16] Shokrieh MM, Heidari-Rarani M (2011) Effect of stacking sequence on R-curve behavior of glass/epoxy DCB laminates with 0◦//0◦ crack interface. Materials Science and Engineering A 529: 265–269.

[17] Gong XJ, Hurez A, Verchery G (2010) On the determination of delamination toughness by using multidirectional DCB specimens. Polymer Testing 29(6): 658–666.