مهندسی مکانیک مدرس

مهندسی مکانیک مدرس

بررسی تجربی تاثیر سیکل حرارتی و اصلاح سطحی فلز بر خواص خمشی کامپوزیت لایه ای آلومینیوم- اپوکسی/ الیاف بازالت

نویسندگان
1 دانشجوی کارشناسی ارشد دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی
2 عضو هیات علمی دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی
چکیده
در تحقیق حاضر، تاثیر سیکل حرارتی بر خواص خمشی کامپوزیت لایه‌ای الیاف- فلز مورد ارزیابی قرار گرفت. صفحات کامپوزیت لایه ای الیاف- فلز از دو لایه آلومینیوم 2024 و لایه ی کامپوزیت زمینه اپوکسی متشکل از 4 لایه الیاف بازالت ساخته شده بود. برای کامپوزیت ها هر سیکل حرارتی در مدت زمان 6 دقیقه بین دمای ° C 115-25 انجام شد. خواص خمشی نمونه ها بعد از 20، 35 و 55 سیکل حرارتی مورد ارزیابی قرار گرفت و با خواص خمشی نمونه های بدون سیکل حرارتی مقایسه شد. سیکل حرارتی، استحکام خمشی کامپوزیت با آلومینیوم اصلاح سطحی شده به روش شیمیایی (حکاکی شده) را کاهش داد، در حالی که برای کامپوزیت های با آلومینیوم اصلاح سطحی شده به روش الکتروشیمیایی (آندایز شده)، استحکام خمشی در اثر سیکل حرارتی ابتدا افزایش یافته و سپس کاهش یافت. مدول خمشی برای هر دو نوع کامپوزیت مذکور تغییرات نامنظمی نشان داد. انرژی شکست کامپوزیت با آلومینیوم حکاکی شده با افزایش سیکل حرارتی افت شدیدی را نشان داد، اما برای کامپوزیت با آلومینیوم آندایز شده، تغییرات انرژی شکست کم و نامنظم بود. بررسی میکروسکوپ نوری نیز نشان داد که برای کامپوزیت با آلومینیوم حکاکی شده بعد از سیکل حرارتی، مکانیزم شکست از شکست کامپوزیت به جدایش بین لایه های کامپوزیت تغییر کرد، در حالی که برای کامپوزیت های با آلومینیوم آندایز شده، این مکانیزم، شکست کامپوزیت بوده و با انجام سیکل حرارتی تغییری نکرد.
کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله English

Experimental investigation of effect of thermal cycling and metal surface treatment on flexural properties laminate composite of aluminium- epoxy/basalt fibers

نویسندگان English

Mehdi Abdollahi Azghan 1
Reza Eslami-Farsani 2
چکیده English

In this work, effect of thermal cycling on the flexural properties of fiber-metal laminate (FML) has been evaluated. FML plates were composed by two aluminium 2024-T3 and a epoxy polymer-matrix composites ply formed by four layers of basalt fibers. For FML samples the thermal cycle times were about 6 min for temperature cycles from 25 °C to 115 °C. Flexural properties were evaluated on samples after 20, 35 and 55 thermal cycles, and compared to non-exposed samples. While the thermal cycling decreased the flexural strength of chemical treated FML (etched aluminium), increasing at first, and then decreasing after a while was observed in electrochemical treated FML (anodized aluminium). The flexural modulus of FML showed irregularly changes for both of FML with anodized aluminium and FML with etched aluminium. The energy absorption of FML with etched aluminium showed a sharp decline with increasing thermal cycling while the energy absorption of FML with anodized aluminium showed a Low and irregular changes. Evaluation optical microscope showed that the mechanism of failure for the FML with etched aluminium after thermal cycling changed from failure of FML to separation between layers of FML, while for the FML with anodized aluminium before and after thermal cycling it was failure of FML and it has not changed.

کلیدواژه‌ها English

Fiber-metal laminate
Thermal cycling
basalt fibers
Surface treatment
Flexural properties