شبیه سازی انتشار رطوبت وابسته به غلظت در کامپوزیت های پلیمری تقویت شده متیل متاکریلات

کامپوزیت های پلیمری تقویت شده با الیاف ترکیبی به دلیل استحکام بالا، مقرون به صرفه بودن، بهبود عملکرد محصول، نگهداری راحت و انعطاف پذیری طراحی، کاربردهای گسترده ای دارند. با این حال، رطوبت جذب شده توسط اجزای کامپوزیت نقش مضری در یکپارچگی و دوام ساختار هیبریدی ایفا می کند زیرا می تواند خواص ساختاری و مکانیکی را کاهش داده و باعث شکست و لایه لایه شدن سطحی شود. در این مطالعه، ویژگی های انتشار رطوبت در کامپوزیت های هیبریدی دو فاز با استفاده از روش انتشار وابسته به غلظت رطوبت بررسی شده است. این ها یک ماتریس اپوکسی تقویت شده با الیاف اس-گلس یک طرفه و ماتریس اپوکسی تقویت شده با الیاف گرافیت یک طرفه هستند. در روش انتشار وابسته به غلظت رطوبت، ضرایب انتشار نه تنها به دمای محیط بستگی دارد، بلکه به دلیل تنش تورم داخلی ایجاد شده در طول فرآیند انتشار، به غلظت رطوبت نیز وابسته است. یک زیر ساختار تعریف شده توسط کاربر برای پیاده سازی این روش در کد اجزای محدود تجاری توسعه داده شد. مدل های عنصر محدود سه بعدی برای بررسی انتشار رطوبت در کامپوزیت های هیبریدی توسعه داده شد. یک رویکرد نرمال سازی نیز در مدل ادغام شد تا ناپیوستگی غلظت رطوبت در سطح مشترک اجزای مواد مختلف حذف شود. انتشار رطوبت در کامپوزیت هیبریدی سه لایه در معرض رطوبت نسبی ۴۵ °C/، ۸۴ درصدی به مدت ۷۰ روز شبیه سازی و با مقایسه نتایج شبیه سازی با یافته های تجربی تایید شد. مدل توسعه یافته برای شبیه سازی رفتار انتشار رطوبت در یک کامپوزیت هیبریدی ضخیم چهار لایه با چسب که در معرض رطوبت نسبی ۴۵ C° / ۸۴ درصد به مدت ۱.۵ سال مورد بررسی قرار گرفته است، گسترش داده شد. نتایج نشان داد که لایه های چسب نازک (۰.۱۲ میلی متر ضخامت) تاثیر قابل توجهی بر جذب رطوبت کلی در مقایسه با لایه های چسب ضخیم (۰.۷۶ میلی متر ضخامت) ندارد.

Keywords:

نفوذ رطوبت , خواص مکانیکی , پلی متیل متاکریلات.