بررسی اثر نرخ بارگذاری بر تعیین چقرمگی شکست کامپوزیت شیشه/اپوکسی تحت بارگذاری مود یک با استفاده از آکوستیک امیشن

جدایش یا ترک خوردگی بین لایه ای یکی از مهم ترین عیوب در مواد کامپوزیتی لایه­ای است. وجود این عیب در یک سازه باعث کاهش استحکام و در نتیجه از کار افتادگی آن سازه می شود. برای بررسی عوامل موثر در جدایش بین لایه­ای نیاز به تحلیل پارامترهای موثر در بارگذاری است. در این مقاله تاثیر تغییر نرخ بارگذاری بر مکانیزم خرابی در مود I شکست با استفاده از آکوستیک امیشن برای نمونه­های تک جهته ساخته شده از الیاف شیشه/رزین اپوکسی مورد تحلیل و بررسی قرار می­گیرد. ابتدا نمونه­های کامپوزیتی مطابق استاندارد ساخته شده و با نرخ­های مختلف جابه جایی تحت بارگذاری قرار داده می­شوند. داده­های نیرو، جابه­جایی و میزان رشد ترک بر حسب زمان برای نرخ های متفاوت بارگذاری برای محاسبه دقیق نرخ آزادسازی انرژی کرنشی علاوه بر اکستنسیومر از دوربین دینو هم استفاده شده است. در این مقاله روشی با قابلیت اطمینان بالا برای ارزیابی جدایش بین لایه­ای در کامپوزیت­های لایه­ای با استفاده از روش نشر آوایی پیشنهاد شده است. با مقایسه دیتاهای مکانیکی و سیگنال­های آکوستیک امیشن، رفتار مکانیکی به دست آمده برای هر نرخ بارگذاری، مشخص می­شود به طوری که رفتار مکانیکی ماده کامپوزیتی با تغییر نرخ بارگذاری کاملا متفاوت خواهد بود. نتایج نشان می­دهد که با افزایش نرخ بارگذاری، رزین خاصیت الاستیکی خود را از دست داده و نمونه از خود رفتار سختتری نشان داده و کاملا ترد عمل می­کند به گونه­ای که فرآیند خرابی قطعه عوض می­شود. با استفاده از سیگنال­های آکوستیک امیشین روند خرابی و رشد ترک صحت سنجی شد. مقادیر چقرگی شکست حاصل از تجمع سیگنال­های انرژی آکوستیک امیشن تطابق خوبی با مقادیر تجربی داشته است.

کلیدواژه ها:

Composite Laminates ، Failure Mechanism ، Delamination ، Loading Rate ، Acoustic Emission ، کامپوزیت لایه ای ، مکانیزم خرابی ، جدایش بین لایه ای ، نرخ بارگذاری ، آکوستیک امیشن