تأثیر سیکلهای حرارتی بر عملکرد ضربه چندلایه الیاف/فلز اپوکسی - الیاف کربن/آلومینیم
نویسندگان
1 دانشجوی دکتری، گروه مهندسی مکانیک، واحد تهران جنوب، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، تهران، ایران
2 دانشیار، گروه مهندسی مکانیک، واحد تهران جنوب، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، تهران، ایران
3 استاد، دانشکده مهندسی و علم مواد، دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی، تهران، تهران، ایران
4 استادیار، گروه مهندسی مکانیک، واحد تهران جنوب، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، تهران، ایران
doi
10.30501/jamt.2022.342826.1225چکیده
در این پژوهش، تأثیر اعمال سیکلهای حرارتی بر رفتار ضربه چندلایه الیاف - فلز ساختهشده از آلومینیم و کامپوزیت اپوکسی - الیاف کربن بررسی شد. بدینمنظور، در ابتدا چندلایههای الیاف فلز با چیدمانهای متفاوت الیاف کربن (˚0/˚0/˚0/˚0، ˚90/˚90/˚90/˚90، ˚30+/˚30-/˚30-/˚30+ و ˚0/˚90/˚90/˚0) ساخته شدند و تحت سیکلهای حرارتی، 0، 1، 10، 30، 50، 70 و 90 قرار گرفتند. برای انجام هر سیکل حرارتی، نمونهها ابتدا داخل آون بهمدت 15 دقیقه قرار داده شدند تا دمای آنها از دمای محیط به دمای 100 درجه سلسیوس برسد. سپس، نمونهها بهمدت 5 دقیقه در این دما نگهداری شدند و پس از آن از آون خارج و در دمای محیط بهمدت 15 دقیقه رها شدند تا دمای آنها به دمای محیط برسد. سپس، رفتار ضربه این نمونهها بهکمک آزمون ضربه چارپی بررسی شد و سازوکارهای مرتبط توسط روشهای ماکروساختاری و میکروساختاری شناسایی شدند. نتایج بهدستآمده نشان داد که اعمال سیکلهای حرارتی بر چیدمانهای تکجهته (˚0/˚0/˚0/˚0 و ˚90/˚90/˚90/˚90) در ابتدا باعث بهبود قابلیت جذب انرژی در این سازهها میشود که بهترتیب بیشترین بهبود در این چیدمانها 4/21 و 4/19 درصد هستند. همچنین، نتایج نشان داد که سازوکارهای بهبود و کاهش قابلیت جذب انرژی، با تغییر چیدمانها، به سیکلهای حرارتی بالاتر منتقل شدند. بررسی میکروساختاری نشان داد که رفتار شکست با اعمال سیکل حرارتی تغییر کرده و چسبندگی بین الیاف کربن و زمینه اپوکسی از بین رفته است.