رفتار دینامیکی کامپوزیت‌های سه‌بعدی ساچمه‌زنی شده با هسته فوم ترکیبی و تقویت‌شده با نانوذرات تحت ضربه سرعت بالا

نویسندگان

1 گروه مهندسی مکانیک، دانشگاه آزاد اسلامی واحد تهران جنوب، تهران، ایران

2 گروه مهندسی مکانیک، دانشگاه آزاد اسلامی واحد تهران جنوب، تهران، ایران

3 گروه مهندسی مکانیک، دانشگاه آزاد اسلامی واحد تهران جنوب، تهران، ایران

4 گروه مهندسی نساجی ، دانشگاه آزاد اسلامی واحد تهران جنوب ، تهرا ن، ایران

doi
10.48311/mme.2025.27736
چکیده

در این پژوهش، تأثیر فرآیند ساچمه‌زنی بر رفتار مکانیکی کامپوزیت‌های سه‌بعدی فلز-پلیمر-فلز تحت ضربه‌های سرعت بالا بررسی شد. هدف، ارزیابی تنش‌های پسماند فشاری ناشی از ساچمه‌زنی در بهبود مقاومت مکانیکی، افزایش حد بالستیک، کاهش نرخ رشد ترک‌ها و افزایش جذب انرژی بود. نمونه‌ها شامل ۰%، ۳%، 5% و 7% نانورس در دو حالت با ساچمه‌زنی و بدون ساچمه‌زنی مورد آزمایش قرار گرفتند. آزمون‌های ضربه سرعت بالا با تفنگ گاز هلیومی در سرعت ۲۳۵ متر بر ثانیه انجام شد. نتایج نشان داد ساچمه‌زنی قطر برخورد را کاهش داده، چقرمگی سطحی را افزایش داده و نرخ رشد ترک‌های شعاعی را کاهش می‌دهد. نمونه‌های 5% نانورس با ساچمه‌زنی بهترین عملکرد را نشان دادند، کمترین قطر محل برخورد، بالاترین حد بالستیک و بیشترین انرژی جذب‌شده را ثبت کردند. در مقابل، افزایش 7% نانورس بدون ساچمه‌زنی باعث تمرکز تنش، کاهش چقرمگی سطحی و افزایش نرخ رشد ترک‌ها شد. تحلیل مکانیزم‌های شکست نشان داد که در نمونه‌های بدون ساچمه‌زنی، ترک‌های شعاعی گسترده و نامنظم بودند، درحالی‌که در نمونه‌های ساچمه‌زنی‌شده، ترک‌ها کوتاه‌تر و متراکم‌تر بودند. در نتیجه، ساچمه‌زنی همراه با 5% نانورس به‌عنوان راهکاری مؤثر برای بهبود مقاومت کامپوزیت‌های چندلایه‌ای در برابر ضربه‌های سرعت بالا پیشنهاد می‌شود.