مهندسی مکانیک مدرس

مهندسی مکانیک مدرس

بررسی ارتعاشاتی صفحات کامپوزیتی چندلایه تقویت شده با نانو لوله‌های کربنی

نویسندگان
1 دانشگاه صنعتی مالک اشتر
2 دانشگاه صنعتی مالک اشتر - تهران
چکیده
در این مقاله، اثر نانو لوله‌های کربنی بر خواص ارتعاشاتی صفحات کامپوزیتی چندلایه به صورت تئوری و تجربی مورد بررسی قرار گرفته است. جنس صفحات از کامپوزیت شیشه/اپوکسی می‌باشد که نانو لوله‌های کربنی چند جداره و تک جداره با درصدهای جرمی مختلف به آنها افزوده شده‌اند. در ابتدا نانو لوله‌های کربنی با فرآیند اولتراسونیک درون رزین اپوکسی توزیع شده و سپس صفحات کامپوزیتی با روش‌های لایه‌چینی دستی و کیسه خلا در قالبی که به همین منظور تهیه شده، ساخته شدند. خواص مکانیکی کامپوزیت الیافی تقویت شده با نانو لوله‌های کربنی با استفاده از معادلات هالپین-تسای اصلاح شده، محاسبه گردیده است. سپس صفحه کامپوزیتی در نرم افزار آباکوس مدل شده و تحلیل فرکانسی انجام شده است. همچنین خواص ارتعاشاتی سازه مورد نظر با استفاده از آنالیز مودال تجربی و در شرایط مرزی گیردار بدست آمده است. نتایج تجربی نشان دهنده 210% افزایش در میرایی برای نمونه دارای 5/0% وزنی نانو لوله تک‌جداره (در مقایسه با صفحات کامپوزیتی شیشه/اپوکسی خالص) می‌باشد. همچنین مطابقت خوبی بین فرکانس‌های طبیعی بدست آمده از تحلیل‌های المان محدود و تست‌های تجربی مشاهده می‌گردد.
کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله English

Vibrational Study of laminated composite plates reinforced by carbon nanotubes

نویسندگان English

Esmail Asadi 1
Mahmood Farhadi Nia 2
چکیده English

In this paper, the influence of carbon nanotubes on vibrational properties of laminated composite plates is studied theoretically and experimentally. The plates are made of glass/epoxy composite. Multi walled and single walled carbon nanotubes in different weight percentages are added to these composites. At first, carbon nanotubes are dispersed in the epoxy resin via ultrasonic procedure. Then the composite plates are made by hand layup and vacuum bagging methods in a mould manufactured for this research. Mechanical properties of the fiber composite reinforced by carbon nanotubes calculated using modified Halphin-Tsai equations. Next composite plates are modeled in ABAQUS software and frequency analysis is done. Also vibrational properties of structure are obtained by experimental modal analysis in fixed boundary condition. Experimental results showed 210% increase in damping for samples which have 0.5 weight percent of single walled carbon nanotubes (in comparison with plane glass/epoxy composite plates). Also a good agreement was observed between obtained natural frequencies from finite element analyses and experimental tests.

کلیدواژه‌ها English

Laminated Composite Plates
Carbon nanotubes
Experimental Modal Analysis
Damping
Vibration