تأثیر سیکل‌های حرارتی بر عملکرد ضربه چندلایه الیاف/فلز اپوکسی - الیاف کربن/آلومینیم

نویسندگان

1 دانشگاه شیراز

2 دانشگاه علوم پزشکی شهید بهشتی

3 دانشگاه آزاد اسلامی

4 دانشگاه علوم پزشکی شهید بهشتی

doi
10.30501/jamt.2022.342826.1225
چکیده

در این پژوهش، تأثیر اعمال سیکل ‌ های حرارتی بر رفتار ضربه چندلایه الیاف - فلز ساخته‌شده از آلومینیم و کامپوزیت اپوکسی - الیاف کربن بررسی شد. بدین‌منظور، در ابتدا چندلا ‌ یه ‌ های الیاف فلز با چیدمان ‌ های متفاوت الیاف کربن (˚0/˚0/˚0/˚0، ˚90/˚90/˚90/˚90، ˚30+/˚30-/˚30-/˚30+ و ˚0/˚90/˚90/˚0) ساخته شدند و تحت سیکل ‌ های حرارتی، 0، 1، 10، 30، 50، 70 و 90 قرار گرفتند. برای انجام هر سیکل حرارتی، نمونه ‌ ها ابتدا داخل آون به‌مدت 15 دقیقه قرار داده شدند تا دمای آن ‌ ها از دمای محیط به دمای 100 درجه سلسیوس برسد. سپس، نمونه ‌ ها 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 آن ‌ ها به دمای محیط برسد. سپس، رفتار ضربه این نمونه ‌ ها به‌کمک آزمون ضربه چارپی بررسی شد و سازوکار ‌ های مرتبط توسط روش ‌ های ماکروساختاری و میکروساختاری  شناسایی شدند. نتایج به ‌ دست‌آمده نشان داد که اعمال سیکل ‌ های حرارتی بر چیدمان ‌ های تک ‌ جهته (˚0/˚0/˚0/˚0 و ˚90/˚90/˚90/˚90) در ابتدا باعث بهبود قابلیت جذب انرژی در این سازه ‌ ها می‌شود که به‌ترتیب بیشترین بهبود در این چیدمان ‌ ها 4/21 و 4/19 درصد هستند. همچنین، نتایج نشان داد که سازوکار ‌ های بهبود و کاهش قابلیت جذب انرژی، با تغییر چیدمان ‌ ها، به سیکل ‌ های 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.