بررسی عددی و تجربی رفتار مکانیکی کامپوزیت های تک جهتی الیاف کربن/ اپوکسی

در پژوهش حاضر، رفتار مکانیکی کامپوزیتهای تک جهتی اپوکسی/ الیاف کربن به صورت عددی و تجربی بررسی شده است. بنابراین ابتدا چند نمونه کامپوزیت تک جهتی و چند جهتی اپوکسی/ الیاف کربن ساخته شده است. سپس آزمونهای کشش و ضربه روی نمونه ها انجام شده است. در نهایت تحلیلهای المان محدود انجام شده و آزمونهای ضربه شبیه سازی شده است. بررسیهای تحلیلی و تجربی این پژوهش نشان میدهد که ماکزیمم تنش ایجاد شده در آزمون برای نمونه 0 درجه 1258 مگاپاسکال میباشد که در کرنش 6,3 درصدی و برای نمونه (90/45/0)درجه تقریبا 570 مگاپاسکال میباشد که در کرنش 3,9 درصدی اتفاق افتاده است. مقایسه تنش نهایی دو نمونه و درصد تغییرشکل در لحظه شکست نشان میدهد که نمونه تک جهتی (0)درجه نسبت به نمونه چند جهتی 90/45/0) درجه) به مراتب تنش نهایی بیشتر و همچنین درصد تغییرشکل بیشتری از خود نشان میدهد. در آزمون تجربی ماکزیمم نیروی وارد شده به نمونه (0) درجه با انرژی ضربه 30 ژول، 3042 نیوتون و برای انرژی ضربه 60 ژول، 1825 نیوتون میباشد. ماکزیمم نیروی وارد شده به نمونه (90/45/0)درجه با انرژی ضربه 30 ژول، 3384 نیوتون و برای انرژی ضربه 60 ژول، 3562 نیوتون میباشد. مدت زمان برخورد اولیه و برگشت از سطح 6,5 میلی ثانیه میباشد. هر دو نوع نمونه تک جهتی (0) درجه و چند جهتی 90/45/0) )درجه در اثر ضربه با انرژی 60 ژول دچار شکست الیافی شده و سوراخ شده اند. اما در اثر ضربه با انرژی 30 ژول هیچکدام از نمونه ها دچار شکست نشده اند. نتایج شبیه سازیها (مقدار آسیب) نیز این قضیه را تایید میکند.

Keywords:

کامپوزیتهای تک جهتی , کامپوزیتهای اپوکسی / الیاف کربن , آزمون ضربه , تحلیلهای المان محدود.