افزایش چقرمگی شکست بین لایه‌ای مود II در کامپوزیت‌های شیشه/اپوکسی با میان‌لایه‌‌ی پرینت شده از پلی وینیل الکل

نویسندگان

1 دانشکده مهندسی مکانیک دانشگاه صنعتی اراک

2 دانشجوی کارشناسی ارشد، گروه جامدات، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی اراک، اراک، ایران

doi
10.61186/masm.4.2.256
چکیده

کامپوزیت‌ها به دلیل خواص خارج از صفحه‌‌‌ای ضعیف و عدم چسبندگی مناسب در فصل مشترک لایه‌ها، همواره مستعد بروز آسیب‌هایی همچون تورق می‌باشند. با این‌حال استفاده از روش میان‌لایه گذاری یکی از راه‌کارهای بهینه در جهت بهبود مقاومت در برابر تورق در این مواد می‌باشد. اما تا کنون روش‌های سنتز لایه‌های میانی، روش‌هایی محدود و گا‌هاً بسیار پر هزینه بوده‌اند. لذا در مطالعه‌ی حاضر به بررسی تأثیر میان‌لایه‌هایی نو و پرینت سه بعدی شده از پلی وینیل الکل، بر روی چقرمگی شکست بین لایه‌ای مود II در کامپوزیت‌های شیشه/اپوکسی، پرداخته شده است. لازم به ذکر است که ساختار هندسی میان‌لایه‌ها از شکل‌های سلولی مربعی تشکیل شده است که امکان برابری کسر حجمی فیلامنت به رزین را در لایه‌ی میانی، فراهم می‌سازد. بدین منظور نمونه‌های خمشی با شیار انتهایی آماده شده و بررسی چقرمگی شکست مود II، مطابق با روش تیر مبتنی بر نرمی (CBBM) صورت گرفت. تحلیل نمودار مقاومت در برابر رشد ترک نمونه‌ها نشان داد که استفاده از لایه‌ی میانی مورد نظر موجب رشد 73 درصدی در چقرمگی شکست بین لایه‌ای مود II می‌گردد. همچنین رفتار مقاومت در برابر رشد ترک در کامپوزیت‌های تقویت شده با لایه‌ی میانی پرینت سه بعدی شده، همواره روندی افزایشی و صعودی را به دنبال داشت. تحلیل سطح شکست نمونه‌های تقویت شده، نشان از تاثیر مؤثر شکل‌های سلولی مربعی در ایجاد قله‌های برشی، افزایش اصطکاک سطحی در فصل مشترک لایه‌ها، قفل شدگی جبهه ترک، تغییر مسیر رشد ترک و در نتیجه افزایش مقاومت در برابر رشد ترک را دارد.