بررسی اثر سیکل حرارتی بر میزان بازیابی استحکام کششی در کامپوزیت‌های خودترمیم‌شونده تحت بار ضربه‌ای

نویسندگان

1 پژوهشکده فناوری‌های نو، دانشگاه صنعتی امیرکبیر، تهران، ایران

2 دانشکده مهندسی مکانیک، مجتمع آموزش عالی لارستان، لار، ایران

doi
10.22060/mej.2023.21725.7496
چکیده

در پژوهش حاضر، فرآیند خودترمیمی نمونه‌های کامپوزیتی ساخته شده از جنس الیاف شیشه-اپوکسی بررسی شده است. عامل ترمیمی دوجزئی شامل رزین اپوکسی ML506 و هاردنر HA-11 است که درون میکرولوله‌هایی ذخیره شده و بین لایه‌های اول و دوم و نیز لایه‌های پنجم و ششم نمونه‌ها قرار گرفتند. آسیب اولیه توسط آزمون ضربه افتان ایجاد شده و نهایتاً با انجام آزمون کشش میزان بازیابی استحکام کششی نمونه‌ها بررسی شده است. اثر تعداد میکرولوله‌های حاوی عوامل ترمیم‌کننده، مدت زمان ترمیم (بدون اعمال سیکل حرارتی) و اعمال سیکل حرارتی بر فرآیند ترمیم نمونه‌های آسیب دیده مورد مطالعه قرار گرفت. بدین منظور نمونه‌هایی حاوی 8، 16 و 32 واحد ترمیمی در بازه‌های زمانی 1، 6 و 12 روزه بررسی شدند. علاوه بر این، تعدادی از نمونه‌ها پس از ایجاد آسیب اولیه، تحت 1، 3، 5 و 7 سیکل حرارتی قرار گرفته و پس از بازه زمانی یک روزه، آزمون کشش آنها انجام شد. نتایج به دست آمده نشان می‌دهد که بدون اعمال سیکل حرارتی فرآیند ترمیم پس از بازه 6 روزه تقریباً به صورت کامل انجام شده است (بازیابی 83 درصدی استحکام کششی). هرچند بیشترین میزان بازیابی استحکام کششی 86% است که برای نمونه حاوی 32 واحد ترمیمی و بعد از 12 روز حاصل می‌شود. همچنین می‌توان با اعمال 5 سیکل حرارتی بر نمونه آسیب‌دیده دارای 32 واحد ترمیم پس از گذشت یک روز تقریباً به همین میزان ترمیم دست یافت. ضمناً تاثیر سیکل حرارتی تا سیکل پنجم بوده و اعمال سیکل‌های حرارتی بعدی تاثیر چندانی بر تسریع فرآیند ترمیم و بازده آن ندارد.