نظریه سینتیکی استحکام شکست در پیش بینی عمر خستگی کامپوزیت های اپوکسی- الیاف کربن

استفاده گسترده از مواد کامپوزیتی در بسیاری از صنایع، نیاز به ابزار مدل سازی و قابلیت پیش بینی رفتار این مواد را ایجاد کرده است. یکی از این رفتارها، طول عمر خستگی است. طول عمرخستگی، رفتاری پیچیده است و به خواص مواد، شرایط محیطی و عملیاتی و برخی پارامترهای دیگر بستگی دارد. در این کار، با استفاده از نظریه سینتیکی استحکام شکست مدل و روشی ارایه شده است که قابلیت پیش بینی و تحلیل رفتار خستگی کامپوزیت های اپوکسی-الیاف کربن را دارد.نظریه سینتیکی استحکام، نگاهی مولکولی و موادی به رفتارهای مکانیکی دارد. برای بررسی تجربی مدل از نمونه های کامپوزیتی حلقوی استفاده شد. این حلقه ها از لوله های تهیه شده به روش رشته پیچی الیاف به دست آمدند. نمونه های حلقوی تحت آزمون خستگی قرار گرفتند. پس از انجام آزمون خستگی روی نمونه ها، تغییر ساختار آن ها در آزمون FTIR و TGA بررسی شد. سپس،با مطالعه داده های حاصل از FTIR ، نتایج حاصل از داده های تجربی با مدل پیشنهادی مقایسه شد. نتایج حاصل از این پژوهش نشان می دهد، مدل های سینتیکی جایگزین نسبتا مناسبی برای مدل های مکانیکی کلاسیک هستند که نیازمند انجام آزمون های پرهزینه بوده و نیز دارای محاسبات سنگین و پیچیده هستند. مدل سینتکی ارایه شده در این مقاله، با توجه به نوع نمونه ها، تنها برای کامپوزیت هایی قابل استفاده است که شکست آن ها در جهت عرضی و ناشی از شکست ماتریسکامپوزیت است. برای استفاده از این مدل ها، با داشتن انرژی شکست پیوند ها و حجم فعال شده بابه کارگیری چند آزمون ساده می توان طول عمر مکانیکی را پیش بینی کرد.

Keywords:

عمر خستگی , کامپوزیت , اپوکسی-الیاف کربن , سینتیک استحکام شکست , مدل های سینتیکی