بررسی رفتار خمشی چندلایه های الیاف/ فلز حاوی الیاف شیشه و کولار بعد از سیکل حرارتی

در این پژوهش، تاثیر چیدمان الیاف و سیکل حرارتی بر رفتار خمشی کامپوزیت های لایه ای الیاف- فلز (FML) حاوی دو نوع الیاف تقویت کننده مورد مطالعه قرار گرفت. نمونه های FML متشکل از ورق آلومینیوم ۲۰۲۴-T۳ و کامپوزیت اپوکسی با الیاف شیشه و الیاف کولار در ۲ حالت لایه چینی به روش لایه گذاری دستی ساخته شدند. هر سیکل دمایی در مدت زمان ۲ دقیقه بین دمای ۱۵۰- و ۱۰۰ °C انجام شد. خواص خمشی نمونه ها بعد از ۲۰، ۴۰ و ۶۰ سیکل حرارتی مورد ارزیابی قرار گرفت و با نمونه های بدون سیکل مقایسه شدند. در نمونه های بدون سیکل، بیشترین استحکام و مدول خمشی و انرژی شکست مربوط به نمونه ای بود که الیاف کولار در لایه زیرین کامپوزیت و متصل به آلومینیوم قرار داشتند. با اعمال سیکل حرارتی برای نمونه مذکور، مقادیر استحکام و مدول خمشی و انرژی شکست در ۴۰ سیکل در مقایسه با نمونه بدون سیکل، به ترتیب ۸، ۹ و ۳۵ درصد افزایش یافتند در حالی که برای نمونه ۶۰ سیکل، این خواص سیر نزولی داشتند. در حالت مشابه برای نمونه ای که الیاف شیشه در لایه زیرین کامپوزیت قرار داشت، استحکام و مدول خمشی و انرژی شکست در ۴۰ سیکل نسبت به نمونه بدون سیکل به ترتیب ۱۰، ۱۴ و ۹ درصد افزایش یافتند، اما مجدداً در ۶۰ سیکل کاهش خواص دیده شد. نتایج این تحقیق همچنین نشان داد که سه مکانیزم پخت ثانویه، تنش فشاری و جدایش بین اجزای FML، عوامل اصلی تغییر خواص خمشی در حین سیکل حرارتی بودند.

کلیدواژه ها:

کامپوزیت لایه ای الیاف- فلز ، سیکل حرارتی ، لایه چینی الیاف ، خواص خمشی