مقایسه خواص مکانیکی و رفتار ضربه سرعت پایین کامپوزیت‌های بازالت/اپوکسی و بازالت/وینیل استر

نویسندگان

1 استادیار، مهندسی مکانیک، دانشکده فنی و مهندسی ، دانشگاه بناب، بناب.

2 دانشجوی کارشناسی ارشد، دانشکده مهندسی مکانیک ، دانشگاه تهران، تهرا ن.

doi
10.22068/jstc.2025.2049775.1910
چکیده

امروزه سازه‌های کامپوزیتی به دلیل خواص منحصربه‌فردشان، به طور گسترده‌ای در صنایع مختلف مورد استفاده قرار می‌گیرند. باتوجه ‌به کاربرد کامپوزیت‌ها، خواص مکانیکی و رفتار ضربه این مواد بایستی مورد ارزیابی قرار گیرند. در پژوهش حاضر، رفتار کامپوزیت‌های بازالت/وینیل استر و بازالت/اپوکسی تحت آزمون‌های ضربه، کشش و خمش بررسی شد. نمونه‌ها با استفاده از روش لایه‌گذاری دستی به همراه تکنیک پرس گرم ساخته شدند و آزمون‌های استاندارد مکانیکی بر روی آن‌ها انجام گرفت. نتایج نشان داد که کامپوزیت زمینه اپوکسی به دلیل خواص مکانیکی برتر، در آزمون‌های کشش و خمش عملکرد بهتری نسبت به کامپوزیت زمینه وینیل استر داشت. در آزمون ضربه، نمونه بازالت/اپوکسی انرژی بیشتری جذب کرد اما تمامی انرژی جذب‌شده صرف گسترش آسیب‌های پیچیده داخلی مانند ترک‌خوردگی ماتریسی، لایه‌لایه‌شدن و شکست الیاف شد. در مقابل، نمونه بازالت/وینیل استر با جذب انرژی کمتر و مدت زمان ضربه طولانی‌تر در سطوح بالای انرژی، آسیب‌های متفاوتی را تجربه کرد. همچنین در سطح انرژی‌ پایین، در نمونه بازالت/وینیل استر بازگشت انرژی نسبی مشاهده شد که این موضوع نشان‌دهنده توانایی محدود این کامپوزیت در بازگشت به حالت اولیه است. این پژوهش اهمیت انتخاب ماتریس مناسب در بهبود عملکرد ضربه ای و مکانیکی کامپوزیت‌های تقویت شده با بازالت را برجسته می‌کند.