مطالعه تجربی کمانش ورق FML تقویت شده با نانو رس

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 گروه مکانیک- دانشکده فنی- دانشگاه آزاد اسلامی واحد جنوب تهران

2 کارشناس ارشد، مهندسی مکانیک، دانشگاه آزاد اسلامی واحد تهران جنوب، تهران

10.22076/me.2019.98376.1220

چکیده

ساختارهای‌های الیاف-فلز با نام اختصاری FML (Fiber Metal Laminates) در ساختارهای کامپوزیت شناخته می‌شوند. این ساختارها به دلیل خواص خوبی از جمله صرفه‌جویی وزنی و همچنین خواص صنعتی دیگری نظیر مقاومت در برابر آتش، حد تحمل بالا و مقاومت در برابر پایداری استاتیکی، ضربه و خوردگی به طور گسترده در صنایع هوایی کاربرد دارند. این مواد دارای خصوصیات خاصی همچون مقاومت بالا و وزن کم می‌باشند. بحث رفتار کمانشی یکی از مهم‌ترین بحث‌های علم مکانیک است. بنابراین، مقاوم‌سازی و افزایش استحکام سازهها در برابر پایداری استاتیکی یا رفتار کمانشی ، بخش وسیعی از مطالعات پژوهشگران را تشکیل داده است. پژوهش پیش رو، به تأثیر نانوذرات رس بر روی پایداری استاتیکی یا رفتار کمانشی فلز-مواد مرکب بازالت اپوکسی به صورت تجربی می‌پردازد. چند لایۀ الیاف - فلز بازالت اپوکسی ساخته شده، از دو رویۀ آلومینیومی 2024 ساخته شده که بین آنها هستۀ نانوکامپوزیتی بازالت اپوکسی حاوی نانورس قرار گرفته است. هستۀ نانوکامپوزیتی شامل الیاف بازالت با وزن واحد سطح 300 گرم بر متر مربع، رزین EPR1080، سخت کنندۀ EA1080 و نانوذرات رسی بنتونیت با درصدهای 0، 1، 3 و 5 می‌باشد. تمام نمونه‌های تحت آزمون کمانش با روش لایه‌چینی دستی انجام گرفته است. آزمایش‌های کمانش با استفاده از دستگاه تست کشش با سرعت 5/0 میلیمتر بر دقیقه انجام گرفت. نتایج حاصل از آزمایش‌های کمانش نشان‌دهندۀ این است که، تیر FML با 5 درصد وزنی نانورس نبست به سایر درصدهای وزنی دارای بار بحرانی به مراتب بالاتری است. همچنین با افزایش درصد وزنی نانو ذرات رس، میزان جذب انرژی افزایش می‌یابد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

An Experimental Study of Buckling of FML Plate Reinforced with Nanoclay

نویسندگان [English]

  • Mehdi Yarmohammad Tooski 1
  • Alireza Mohammadi 2
1 Department of Mechanical Engineering, Islamic Azad University South Tehran Branch, Tehran, Iran
2 Department of Mechanical Engineering, South Tehran Branch, Islamic Azad University, Tehran, Iran
چکیده [English]

Fiber-metal laminate, is known as FML in the composite structures. It is widely used in the aerospace industry due to good properties, weight optimization and other industrial properties such as fire resistance, high strength limit, impact resistance and corrosion. In addition, these materials have special characteristics such as high strength and low weight. The discussion of buckling behavior is one of the most important discussions of mechanical science. The present study examines the effects of nanoparticles (nanocleys) on the mechanical characteristic (buckling) of metal/ composite materials of epoxy basalt. Multi-layer fiber-epoxy base metal is made of two-layer aluminum alloy 2024 which the between of layers is located the nanocomposite core containing epoxy with nanoclay. The nanocomposite core consists of basalt fibers with the weight to area ratio (W/A) equal to 300 gr/m2 EPR1080 resin, EA1080 hardener and bentonite clay nanoparticles with 0, 1, 3 and 5 percentages. It should be noted that, all specimens were made using VPA method. Also, buckling tests have done using a tensile test device at a speed of 0.5 mm / min. The results of the buckling experiments indicate that the buckling load of FML beam with 5% of nanoclay rather than other percentages of it has better buckling load. Also, absorbed energy enhanced by increasing weight content of nano particle.

کلیدواژه‌ها [English]

  • FML
  • Nano clay
  • Buckling
  • Al 2024
  • Bazalt Fiber

مقالات آماده انتشار، پذیرفته شده
انتشار آنلاین از تاریخ 15 مرداد 1398
  • تاریخ دریافت: 04 آذر 1397
  • تاریخ بازنگری: 03 مرداد 1398
  • تاریخ پذیرش: 15 مرداد 1398