ارزیابی قابلیت جذب انرژی چند لایه اپوکسی-الیاف شیشه/آلومینیوم پس از قرارگیری در سیکل‌های گرمایشی

نویسندگان

1 دانشجوی دکترا، مهندسی مکانیک، دانشگاه آزاد اسلامی واحد تهران جنوب، تهران

2 دانشیار، مهندسی مکانیک، دانشگاه آزاد اسلامی واحد تهران جنوب، تهران

3 استاد، مهندسی و علم مواد، دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی، تهران

4 استادیار، مهندسی مکانیک، دانشگاه آزاد اسلامی واحد تهران جنوب، تهران

doi
10.22034/ijme.2022.157560
چکیده

در شرایط واقعی، سازه­های کامپوزیتی تحت شرایط محیطی متفاوت مانند سیکل­های حرارتی قرار می­گیرند. هدف تحقیق حاضر، بررسی تأثیر اعمال سیکل­های حرارتی بر قابلیت جذب انرژی چند لایه الیاف- فلز ساخته شده با پوسته آلومینیومی و هسته کامپوزیتی اپوکسی- الیاف شیشه با چیدمان­های متفاوت الیاف شیشه می­باشد. به همین دلیل در گام نخست، چند لایه الیاف- فلز با دو چیدمان تک جهته 0˚/0˚/0˚/0˚ و 90˚/90˚/90˚/90˚ و دو چیدمان دو جهته +45˚/-45˚/-45˚/+45˚ و 0˚/90˚/90˚/0˚ ساخته شدند. سپس، نمونه­های ساخته شده تحت سیکل­های حرارتی 0، 1، 10، 30، 50 و 90 سیکل قرار گرفتند. هر سیکل حرارتی شامل افزایش دما تا ˚C100 به مدت 15 دقیقه، نگه­داری در این دما به مدت 5 دقیقه و خنک کردن تا دمای محیط به مدت 15 دقیقه بود. پس از آن قابلیت جذب انرژی و شناسایی مکانیزم­ها توسط آزمون ضربه، بررسی ماکروساختاری و بررسی میکروسکوپی بررسی شدند. نتایج بدست آمده نشان داد که تا 10 سیکل حرارت­دهی در چند لایه­های الیاف- فلز با چیدمان تک جهته قابلیت جذب انرژی بهبود یافته است و پس از آن این قابلیت روندی کاهشی داشت. کم­ترین و بیش­ترین حساسیت قابلیت جذب انرژی به سیکل­های حرارتی به ترتیب در نمونه­ها با چیدمان­های +45˚/-45˚/-45˚/+45˚ و 0˚/90˚/90˚/0˚ مشاهده شدند. بررسی ماکروسکوپی نشان داد که پس از اعمال 90 سیکل حرارتی، جدایش بین لایه­های الیاف شیشه مکانیزم اصلی شکست در چندلایه­های الیاف فلز بود. با بررسی میکروسکوپی فهمیده شد که سیکل­های حرارتی بالا باعث کاهش چسبندگی بین الیاف شیشه و زمینه اپوکسی در چند لایه الیاف- فلز شده است.