بررسی تجربی اثر نانولوله های کربنی بر بار بحرانی کمانش ستونهای آلومینیومی تقویت شده با کمربند کامپوزیتی

در این پژوهش اثر افزودن درصدهای مختلف نانولوله کربنی درون رزین اپوکسی بر بار بحرانی کمانش ستون­های آلومینیمی تقویت شده با  کمربند کامپوزیتی الیاف شیشه/ اپوکسی به روش تجربی مورد بررسی قرار گرفته است. ستونها دارای مقطع دایره ای توپر بوده و بار فشاری به صورت محوری به نمونه ها اعمال شده است. به منظور دستیابی به بار بحرانی، مقادیر ۰/۲۵، ۰/۵ و ۱ درصد وزنی نانولوله کربنی درون رزین اپوکسی همگن سازی شد. تقویت کننده های کامپوزیتی به صورت سه لایه، و زاویه الیاف در تمامی لایه ها هم جهت با راستای محور ستون در نظر گرفته شد.  نمونه ها در شرایط دوسر گیردار به یک دستگاه یونیورسال هیدرولیک اینسترون بسته شد و نمودارهای نیروی فشاری بر حسب جابجایی در راستای محوری برای هر نمونه ترسیم گردید. از هرجنس کمربند کامپوزیتی تعداد سه نمونه مورد آزمایش قرار گرفت و میانگین نتایج برای بار بحرانی کمانش تعیین گردید. نتایج حاکی از آن است که افزودن ۱ درصد وزنی نانولوله کربنی به رزین اپوکسی در کمربند کامپوزیتی می­تواند بار بحرانی کمانش ستون را در حدود ۴۵ درصد نسبت به نمونه دارای کمربند کامپوزیتی فاقد نانولوله کربنی افزایش دهد. این افزایش را می توان ناشی از پراکندگی مناسب نانولوله های کربنی درون ماده و زمینه و ایجاد چسبندگی مناسب بین کمربند نانوکامپوزیتی و ستون آلومینیومی دانست. همچنین به منظور راستی آزمایی نتایج آزمایش، نمونه ستون آلومینیمی با کمربند کامپوزیتی الیاف شیشه/ اپوکسی در نرم افزار آباکوس مدلسازی شد و کمانش استاتیکی آن شبیه سازی گردید. نتایج شبیه سازی، تطابق خوبی را در تخمین بار بحرانی کمانش با نتایج تجربی نشان می دهد.

کلیدواژه ها:

Buckling ، Aluminum column ، Composite belt ، Carbon nanotube ، کمانش ، ستون آلومینیمی ، کمربند کامپوزیتی ، نانولوله کربنی