مهندسی مکانیک مدرس

مهندسی مکانیک مدرس

مدلسازی رفتار کششی کامپوزیت چوب-پلی اتیلن هیبریدی تقویت شده با الیاف ممتد شیشه

نویسندگان
1 هیات علمی دانشگاه صنعتی بابل
2 هیات علمی دانشگاه تربیت مدرس
چکیده
در سالهای اخیر توجه به استفاده از کامپوزیتهای چوب پلاستیک در کاربردهای سازه‌ای بیشتر شده است. از آنجایی که این کامپوزیتها دارای استحکامهای چندان بالایی نیستند از تقویت کننده‌های فیبری برای استحکام بخشی آنها استفاده شده است. کامپوزیتهای هیبریدی چوب پلاستیک که از دو نوع تقویت کننده الیاف شیشه و ذرات چوب در یک زمینه پلیمری تشکیل شده‌اند برای کاربردهای سازه‌ای مانند پالتهای چوب پلاستیک می‌توانند مورد استفاده قرار گیرند. در تحقیقات قبلی نویسندگان، کامپوزیت چوب پلاستیک در یک فرآیند اکستروژن ویژه‌ای و با استفاده از الیاف ممتد شیشه تقویت شده‌اند. الیاف ممتد شیشه در کامپوزیت اکسترود شده توانسته به مقدار قابل توجهی استحکام مکانیکی مانند استحکامهای کششی و ضربه را افزایش دهد. در این مقاله، مدلی برای پیش بینی استحکام و مدول کششی کامپوزیتهای چوب پلی اتیلن تقویت شده با الیاف ممتد شیشه ارائه شده است. برای مدل کردن کامپوزیتهای هیبریدی، کامپوزیت چوب پلی اتیلن بعنوان زمینه و الیاف شیشه بعنوان تقویت کننده در نظر گرفته شده‌اند. از آنجایی که زمینه چوب پلی اتیلن ترد می‌باشد، قانون مخلوطهای مربوط به این دسته از کامپوزیتها در مورد استحکام استفاده شد. نتایج حاصل از پیش بینی استحکام و مدول کششی کامپوزیتهای هیبریدی چوب پلی اتیلن با روش پیشنهادی در این مقاله، بطور قابل قبولی با نتایج تجربی بدست آمده از آزمون کششی مطابقت داشت. متوسط خطاهای محاسبه شده بین تئوریهای ارائه شده و نتایج تجربی برای استحکام و سفتی به ترتیب حدود %5/9 و % 6/8 می‌باشد.
کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله English

Modeling tensile properties of hybrid wood-polyethylene composite reinforced by unidirectional glass fiber

نویسندگان English

Abbas Zolfaghari 1
Amir Hossein Behravesh 2
چکیده English

In recent years a high attention has been conducted to the structural application of wood plastic composites (WPCs). Regarding that the WPCs have lower mechanical strengths, fiber reinforcements have been applied for strengthening the WPCs. Hybrid wood plastic composites (HWPCs) include two types of reinforcements of glass fibers and wood flours that are added to a polymeric matrix. WPC pallets as an example can exploit the mechanical strength of HWPCs. In previous work, wood plastic composite was reinforced by continuous glass fibers by a unique extrusion process. Embedding the continuous glass fibers in WPC matrix resulted in significant improvements in mechanical properties such as tensile and impact strengths. In this paper, a model has been proposed to predict the tensile strength and modulus of the WPCs reinforced with unidirectional glass fibers. The methodology applied in this research considers the WPC as matrix and the glass fibers as reinforcements. Since WPC matrix is brittle, the rule of mixtures corresponding to the brittle matrix composites was used to predict the tensile strength. Results indicated that the predicted tensile properties were in good agreement with experimental data. The obtained mean errors between the experimental and theoretical results for tensile strength and modulus were 9.5% and 8.6% respectively.

کلیدواژه‌ها English

Wood plastic composite (WPC)
Hybrid
unidirectional glass fiber
Tensile strength