نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشیار دانشکده مهندسی مکانیک - دانشگاه صنعتی اراک

2 دانشجو آموخته کارشناسی ارشد مهندسی مکانیک- دانشگاه صنعتی اراک

3 دانشکده مهندسی مکانیک دانشگاه صنعتی اراک

چکیده

بدلیل اهمیت تاثیر شرایط محیطی بر رفتار مواد مهندسی، در این پژوهش به بررسی تاثیر محیط اسیدی در دماهای مختلف بر مدول خمشی و چقرمگی شکست چندلایه کامپوزیتی از جنس الیاف شیشه /وینیل استر تحت بارگذاری مود II پرداخته شده است. نمونه‌ها در دماهای 25 و 80 درجه سانتیگراد برای بازۀ زمانی مختلف در شرایط محیطی اسیدی قرار گرفتند. نتایج آزمایشگاهی نشان از اثرات قابل توجه شرایط محیطی مختلف به ویژه در دمای 80 درجۀ سانتیگراد بر رفتار تورقی نمونه‌های کامپوزیتی دارد. نمودارهای بار-جابه‌جایی و چقرمگی شکست نمونه‌های در بازه‌های زمانی مختلف مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج آزمایشگاهی نشان می‌دهد که در دمای 25 درجه سانتیگراد بیشینه بار و همینطور چقرمگی شکست بین‌لایه‌ای در ابتدا روندی افزایشی داشته و پس از آن روندی کاهشی به‌خود می‌گیرد. همچنین در دمای 80 درجه سانتیگراد بعد از گذشت 250 روز بیش از ۵۰ درصد افت در مقدار چقرمگی شکست مشاهده گردید.علاوه بر این به منظور شبیه سازی رشد تورق از مدل ناحیه چسبناک استفاده و با نتایج تجربی مقایسه گردید که از دقت قابل قبولی برخوردار بود. تصاویر الکترون روبشی مکانیزم های آسیب و رشد ترک را در خلال زمان، نشان داد که در سطح شکست نمونه ها شکست الیاف و جدایش الیاف از رزین رخ می دهد.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Environmental conditions effect on mechanical properties and mode II fracture toughness of composite multilayers with woven fibers glass /vinyl ester

نویسندگان [English]

  • Hamidreza Rezaei Ashtiani 1
  • F Jamshidi 2
  • Mazaher salamattalab 3

1 Associate Professor of school mechanical engineering- arak university of technology

2 arakut

3 arak university of technology

چکیده [English]

Due to the effect of environmental conditions on the behavior of materials, in this research, the effect of acidic environment on the flexural modulus and fracture toughness of glass fiber/vinyl ester composite multilayers at different temperatures under second mode loading has been investigated. The samples were placed at 25°C and 80 °C for different periods of time in acidic environmental conditions. The experimental results show that different environmental conditions, especially at a temperature of 80 °C, have a significant effect on the behavior of composite samples. The load-displacement diagrams and fracture toughness of the samples have been investigated in different time intervals. The experimental results show that at the temperature of 25°C, the maximum load as well as the interlayer fracture toughness increases at the beginning and then decreases. Also, at around 80 °C, after 250 days, more than 50% of the fracture toughness value was observed. The scanning electron images (SEM) of the mechanisms of damage and crack growth over time showed that fiber breakage and separation of fibers from the resin occur at the fracture surface of the samples.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Composite multilayers
  • Woven fibers
  • Mode II fracture
  • Acidic-temperature environment
  • Viscous zone model