مهندسی مکانیک مدرس

مهندسی مکانیک مدرس

بررسی تجربی تأثیر افزودن نانو لوله‌های کربنی بر نفوذ شبه استاتیکی برش پانچ در چند لایه‌های کامپوزیتی شیشه/اپوکسی

نویسندگان
1 دانشجو کارشناسی ارشد-دانشگاه تفرش
2 عضو هیات علمی/دانشگاه تفرش
چکیده
در این مقاله تاثیر افزودن نانو لوله‌های کربنی در رفتار خواص شبه استاتیکی برش پانچ(QS-PS) و خواص مکانیکی کامپوزیت‌های چندلایه‌ای هیبریدی به طور تجربی مورد بررسی قرار می‌گیرد. مواد کامپوزیتی از 12 لایه الیاف شیشه با بافت دو بعدی با چگالی سطحیg/m^2 200 به روش لایه چینی دستی ساخته شده است. سیستم رزین نیز از یک اپوکسی، دیکلیسیدیل اتر بیسفنول نوع آ با نام تجاری ایپون 828 به عنوان پایه و از سیکلوآلیفاتیک آمین اصلاح شده با نام تجاری اف205 به عنوان سفت‌کننده ساخته شده است. در این پژوهش از نانو لوله‌ای کربنی چند دیواره (MWCNTs) اصلاح شده با هیدرواکسید (-COOH) استفاده شد. نانوذرات با درصدهای وزنی 0، 1/0، 5/0 و 1 نسبت به وزن کل ماتریس استفاده گردید. نتایج آزمون کشش نشان می‌دهد با افزودن نانو لوله‌های کربنی خواص کششی رزین تغییر می‌یابد. بیشترین تغییر در مدول نمونه‌ 5/0 درصد وزنی با افزایش حدود 31 درصد دیده می‌شود. همچنین بیشترین تغییر در خواص کششی نانوکامپوزیت‌های هیبریدی در چقرمگی شکست نمونه 5/0 درصد وزنی با افزایش حدود 14 درصد همراه با افزایش در استحکام کششی و کرنش شکست مشاهده گردید. نتایج برش پانچ نشان می‌دهد که اضافه کردن نانو لوله‌های کربنی تأثیر کمی در کل انرژی جذب شده دارد به طوری که بیشترین مقدار مربوط به نمونه 1/0 با حدود 4 درصد افزایش نسبت به نمونه‌های خالص است.
کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله English

Experimental investigation of the effect of the addition of carbon nanotubes on the quasi-static punch shear penetration of the laminated glass / epoxy composite

نویسندگان English

Mohammad Sadeghi 1
Mohammad Hossein Pol 2
چکیده English

In this paper, the effects of adding carbon nanotubes to quasi-static punch shear properties (QS-PS) and mechanical properties of hybrid laminated composites has been investigated experimentally. The nanocomposites have 12 layers of 2D woven glass fiber with area density of 200g/m2, is manufactured by Hand lay-up method. Epoxy resin systems is made of a diglycidyl ether of bisphenol A (DGEBA), Epon 828, as the epoxy prepolymer and Epikure F-205 as the curing agent. In this study, was used the multi-walled carbon nanotube (MWCNTs) modified with hydroxide (-COOH), with weight fraction 0, 0.1, 0.5 and 1 respect to total weight of resin. Results of tensile test have showed, addition of carbon nanotubes can change tensile properties of matrix. Maximum increase can be seen in modulus of the resin of 0.5% nanotubes content around 31%. Moreover, the results of tensile properties of hybrid laminated nanocomposites show maximum change in toughness of sample of 0.5% nanotube content around 14% with increasing tensile strength and fracture strain. The results punch shear test show that the adding of carbon nanotubes has little effect on total energy absorbed so that maximum increase is around 4% in sample of 0.5 %.

کلیدواژه‌ها English

Nanocomposite
punch shear
Carbon nanotubes
mechanical properties and energy absorbed