بررسی تجربی و عددی رفتار خستگی چندلایههای کامپوزیتی کربن/اپوکسی تقویت شده با نانوالیاف | ||
| نشریه مهندسی مکانیک امیرکبیر | ||
| مقاله 11، دوره 54، شماره 12، اسفند 1401، صفحه 2899-2916 اصل مقاله (2.82 M) | ||
| نوع مقاله: مقاله پژوهشی | ||
| شناسه دیجیتال (DOI): 10.22060/mej.2022.21425.7446 | ||
| نویسندگان | ||
| میلاد سعیدیفر1؛ حامد ثقفی2؛ حسام ثقفی3؛ مهدی احمدی نجف آبادی* 1 | ||
| 1دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی امیرکبیر، تهران، ایران | ||
| 2دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه تفرش، تفرش، ایران | ||
| 3دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه زنجان، زنجان، ایران | ||
| چکیده | ||
| چندلایههای کامپوزیتی مواد پیشرفته مهندسی هستند که به دلیل خواص منحصر بفرد، در صنایع مختلف به فراوانی مورد استفاده قرار میگیرند. هدف از پژوهش حاضر، بررسی تأثیر نانوالیاف الکتروریسی شده بر روی رفتار شکست و خستگی چندلایههای کامپوزیتی و همچنین بررسی عملکرد مدلسازی المان محدود با روش المانهای چسبنده در شبیهسازی رفتار خستگی این کامپوزیتها است. بدین منظور نمونههای کامپوزیتی از لایههای پیشآغشته کربن/ اپوکسی ساخته شده و با جایگذاری نانوالیاف نایلون 6/6 در لایه میانی، نمونهها تقویت شدند. سپس نمونهها تحت بارگذاری استاتیکی و خستگی مود I قرار گرفتند. نتایج نشان داد که نانوالیاف موجب افزایش 2 برابری چقرمگی شکست در نمونههای کامپوزیتی میشود. در بارگذاری خستگی نیز نرخ رشد ترک در نمونههای تقویت شده کاهش چشمگیری داشت، به طوری که در نسبت انرژی کرنشی ،0/9 =Δ G/Gcنانوالیاف موجب کاهش 8 برابری نرخ رشد ترک شد. از روش المان محدود مبتنی بر مدل ناحیه چسبنده برای شبیهسازی رشد آسیب بین لایهای تحت بار خستگی در نمونههای تقویت شده با نانوالیاف استفاده شد. برای مدلسازی رفتار خستگی از مدل آسیب پیشرونده تورون استفاده شد. تطابق قابل قبول روش المان محدود با دادههای تجربی نشان داد که روش ناحیه چسبنده ابزار مناسبی برای شبیهسازی گسترش آسیب خستگی در چندلایههای کامپوزیتی تقویت شده با نانوالیاف است. | ||
| کلیدواژهها | ||
| نانوالیاف؛ چندلایههای کامپوزیتی؛ کربن/ اپوکسی؛ خستگی؛ روش المان محدود | ||
| مراجع | ||
|
| ||
|
آمار تعداد مشاهده مقاله: 841 تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 1,090 |
||
| تعداد نشریات | 9 |
| تعداد شمارهها | 455 |
| تعداد مقالات | 5,771 |
| تعداد مشاهده مقاله | 8,380,810 |
| تعداد دریافت فایل اصل مقاله | 6,939,372 |