بررسی آزمایشگاهی رفتار خمشی سازه ساندویچی با رویه کامپوزیتی تقویت شده با نانولوله کربنی و هسته هیبریدی پلیمری

امروزه استفاده از سازه های کامپوزیتی در صنایع هوافضا، خودروسازی و ساختمان سازی به طور چشمگیری گسترش یافته و توسعه ساندویچ پنل های جدید با کاربردهای متنوع سرعت گرفته است. در این پژوهش، پنل ساندویچی سبک با رویه کامپوزیتی الیاف شیشه تقویت شده با نانولوله های کربنی با ۳/۰درصد وزنی نسبت به رزین و هسته هیبریدی بر پایه فوم های XPS و PU طراحی و ساخته شد. برای ارتقای انتقال بار و پایداری برشی هسته، از میلگردهای GFRP به عنوان تقویت کننده داخلی استفاده شده است. فرآیند ساخت شامل مخلوط کردن نانولوله در رزین، لایه چینی دستی و پرس سرد می باشد. هسته ها با ترتیب های مختلف و توسط چسب PVA به رویه ها متصل شدند. آزمون خمش سه نقطه مطابق استاندارد ASTM C۳۹۳ انجام گرفت و بار بیشینه، سختی اولیه، جابجایی شکست، انرژی کل و انرژی ویژه (SEA) استخراج شد. نتایج نشان داد افزودن نانولوله ها با بهبود چسبندگی و افزایش مدول موثر، سختی، بار بیشینه و سهم انرژی پلاستیک را به طور معناداری افزایش می دهد. در برخی ترکیب های حاوی نانولوله، بار بیشینه به ۷۰۰–۱۰۰۰ نیوتن، انرژی جذب به بیش از ۲۰ ژول و جابجایی شکست به حدود ۵۰ میلی متر رسید. مقایسه هسته های یکنواخت نشان داد هسته XPS سختی بالاتری دارد، درحالی که PU شکل پذیری بیشتری ایجاد می کند. در هسته های هیبریدی، XPX به دلیل حضور XPS در بیرون، سختی و SEA بالاتری داشت، درحالی که PXP با PU در لایه خارجی، انرژی کل و جابجایی شکست بیشتری نشان داد. در مجموع، ترکیب بهینه هسته و رویه های تقویت شده با نانولوله می تواند هم زمان مقاومت خمشی، جذب انرژی و شکل پذیری را ارتقا داده و مسیری ساده و مقیاس پذیر برای تولید پنل های سبک ارائه کند.

کلیدواژه ها:

ساندویچ پنل ، نانو لوله کربنی ، هسته هیبریدی ، پلاستیک تقویت شده با الیاف شیشه