بررسی تاثیر افزودن الیاف طبیعی بر چقرمگی شکست بین لایه ای کامپوزیت های شیشه/اپوکسی تحت بارگذاری حالت یک با استفاده از آزمون نشرآوایی

در سال های اخیر، با افزایش قیمت فرآورده های نفتی تجدید ناپذیر و قوانین سختگیرانه محیط زیستی، استفاده از الیاف طبیعی به عنوان تقویت کننده در مواد کامپوزیتی افزایش یافته است. در پژوهش حاضر تاثیر افزودن الیاف طبیعی بر مقاومت در برابر جدایش بین لایه ای که رایج ترین نوع خرابی در چند لایه های کامپوزیتی می باشد، در بارگذاری حالت یک بررسی می شود. نمونه ها با استفاده از روش لایه چینی دستی ساخته شدند. از آزمون تیر یکسر گیردار دولبه برای آزمایش نمونه ها استفاده شد. با استفاده از روش های ارائه شده در استاندارد ASTM D۵۵۲۸ لحظه شروع جدایش بین لایه ای در نمونه ها تعیین می شود. نتایج نشان می دهد که تنها استفاده از روش های مکانیکی ارائه شده در استاندارد مذکور برای تعیین شروع جدایش بین لایه ای کافی نمی باشد و برای تعیین آسان تر و دقیق تر لحظه شروع جدایش بین لایه ای باید از آزمون غیرمخرب نشرآوایی استفاده شود. سپس با استفاده از روش انرژی، انرژی تجمعی، شمارش ضرب آهنگ و شمارش ضرب آهنگ تجمعی برای تعیین لحظه شروع جدایش بین لایه ای در نمونه ها استفاده می شود. سپس با استفاده از بار بحرانی و جابجایی بحرانی تشخیص داده شده توسط روش های مختلف مکانیکی و نشرآوایی مقادیر چقرمگی شکست بین لایه ای نمونه ها محاسبه می شود. در انتها نتایج پژوهش حاضر با مطالعات پیشین مقایسه می شود. با توجه به نتایج بدست آمده، استفاده از الیاف کنف افزایش قابل توجهی را در چقرمگی شکست بین لایه ای کامپوزیت های شیشه/اپوکسی نشان نمی دهد، اما استفاده از الیاف پنبه باعث افزایش قابل توجه در چقرمگی شکست بین لایه ای می شود. در میان روش های نشرآوایی مختلف، روش شمارش ضرب آهنگ کمترین درصد خطا معادل ۱.۸درصد را نسبت به روش پیشنهاد شده در استاندارد، در میان سایر روش های نشرآوایی نشان می دهد.

Keywords:

آزمون نشرآوایی , شروع جدایش بین لایه ای , الیاف طبیعی , مود اول , چقرمگی شکست بین لایه ای