تاثیر میزان خمش بر افت استحکام در کامپوزیت های خالص و هیبرید تقویت شده با الیاف ترد و انعطاف پذیر

نوع مقاله: مقاله مستقل

نویسندگان

1 کارشناسی ارشد، دانشکده مهندسی نساجی، دانشگاه صنعتی امیرکبیر (پلی تکنیک)

2 دانشیار، دانشکده مهندسی نساجی، دانشگاه صنعتی امیرکبیر (پلی تکنیک)

3 استادیار، دانشکده فرش، دانشگاه شهرکرد

چکیده

در این پژوهش تاثیر پارامتر میزان خمش بر آسیب ایجاد شده در نمونه کامپوزیت های خالص و هیبرید درون لایه ای تقویت شده با الیاف ترد (بازالت) و انعطاف پذیر (نایلون) مورد بررسی قرار گرفته است. بدین منظور نمونه هایی با درصدهای مختلف بازالت (0، 50، 66، 75 و 100 درصد)، به صورت شش لایه به روش لایه گذاری دستی تولید گردید. آنگاه نمونه های کامپوزیت، تحت آزمایش خمش سه نقطه ای با مقدار خیزهای مختلف (10، 20 و 30 میلیمتر) قرار داده شدند. برای بررسی میزان آسیب ایجاد شده در اثر خمش در خیزهای مختلف، از روش استحکام کششی باقیمانده استفاده گردید. نتایج نشان می دهد در نمونه هایی که درصد بالایی از الیاف بازالت دارند افزایش مقدار خمش، آسیب های ایجاد شده در کامپوزیت را افزایش داده است.• با افزایش مقدار الیاف نایلون، استحکام کششی باقیمانده افزایش یافته و به عبارتی مقدار آسیبهای ایجاد شده کمتر گردیده است یعنیبا افزایش مقدار الیاف انعطاف پذیر همچون نایلون، افزایش مقدار خمش بر میزان آسیب های ایجاد شده تاثیر قابل توجهی نداشته است.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


[1] محمد طاها ابدی، رفتار مکانیکی مواد مرکب، اتشارات پژوهشگاه هوافضا  1388.

[2] Akhbari M, Shokrieh MM, Nosraty H (2008) A study on buckling behavior of composite sheet reinforced by hybrid woven fabrics. Trans Can Soc Mech Eng 32: 81-89.

[3] Wang X, Hu B, Feng Y, Liang F, Mo J, Xiong J, Qiu Y (2008) Low velocity impact properties of 3D woven basalt/aramid hybrid composites. Compos Sci Technol 68: 444-450.

[4] Tehrani Dehkordi M, Nosraty H, Shokrieh MM, Minak G, Ghelli D (2013) The influence of hybridization on impact damage behavior and residual compression strength of intraply basalt/nylon hybrid composites. Mater Design 43: 283–290.

[5] Ozturk, Sultan (2005) The effect of fibre content on the mechanical properties of hemp and basalt fibre reinforced phenol formaldehyde composites. J Mater Sci 40: 4585-4592.

[6] Pegoretti A, Fabbri E, Migliaresi C, Pilati F (2004) Intraply and interply hybrid composites based on E-glass and polyvinyl alcohol woven fabrics: tensile and impact properties. Polym Int 53: 1290–1297.

[7] Tjong SC, Xu SA, Li RK, Mai YW (2002) Mechanical behavior and fracture toughness evaluation of maleic anhydride compatibilized short glass fiber/SEBS/polypropylene hybrid composites. Compos Sci Technol 62(6): 831–840.

[8] Kim JK, Sham ML, Sohn MS, Hamada H (2001) Effect of hybrid layers with different silane coupling agents on impact response of glass fabric reinforced vinylester matrix composites. Polymer 42: 7455-7460.

[9] Szabo JS, Kocsis Z, Czigany T (2004) Mechanical properties of basalt fibre reinforced PP/PA blends. Period Polytech Mech Eng 48: 119-132.

[10] Ross JR (1996) Characterization of hybrid composites: offshore applications. P.hd thesis, Texas A&M University.

[11] Imielinska K, Castaings M, Wojtyra R, Haras J, Le Clezio E, Hosten B (2004) Air-coupled ultrasonic C-scan technique in impact response testing of carbon fiber and hybrid: glass, carbon and kevlar/epoxy composites. J Mater Process Technol 158: 513-22.

[12] Naik NK, Ramasimha RR, Arya H, Prabhu SV, Shamarao N (2001) Impact response and damage tolerance characteristics of glass–carbon/epoxy hybrid composite plates. Composites 32: 565-74.

[13] Liu Q, Giffard HS, Shaw MT, McDonnell AM, Parnas RS. Preliminary investigation of basalt fiber composite properties for applications in transportation. The Official Newsletter of the International Institute for FRP in Construction 2005; 2. p. 6–8.

[14] Hosur MV, Abdullah M, Jeelani S (2004) Studies on the low velocity impact response of woven hybrid composites. Compos Struct 67: 253-62.

[15] Zeng Q, Huang X, Lin X (2001) Study on stress concentrations in an intraply hybrid composite sheet. Appl Math Mech-Engl 22: 154-159.

[16] Chamis CC, Lark RF, Sinclair JH (2003) Mechanical property characterization of intraply hybrid composites. Pentagon reports. Report number A665103.

[17] Bhatia NMH (1982) Strength and fracture characteristics of graphite-glass intraply hybrid composites. Compos Mater Test Des 22:183–99.

[18] Park R, Jang J (1998) The effect of hybridization on the mechanical performance of aramid/ polyethylene intraply fabric composites. Compos Sci Technol 58:1621-8.

[19] Tehrani Dehkordi M, Nosraty H, Shokrieh MM (2015) Intraply hybrid composites based on basalt and nylon woven fabrics: tensile and compressive properties. Iran J Mater Sci Eng 12(1): 1-11.

[20] مجید طهرانی دهکردی، هوشنگ نصرتی، محمود مهرداد شکریه، بررسی تاثیر ترکیب نخ‌های بازالت و نایلون بر خواص کششی پارچه­های بافته شده از آنها، مجله علوم و فن­آوری نساجی، سال 1، شماره 2، 1390، 91-96.

[21] Wang SX, Wu Lz, Ma L (2010) Low-velocity impact and residual tensile strength analysis to carbon fiber composite laminates. Mater Design 31(1):118-125.