مطالعه تجربی بر روی پاسخ های ضربه سرعت پایین تیر کامپوزیتی تقویت شده با نانو رس

An experimental study on low-velocity impact response of nanocomposite beams reinforced with nanoclay

چکیده

پاسخ سرعت پایین(LVI) کامپوزیت های لمینیت شده ی تک جهته ی شیشه/اپوکسی که با مقادیر مختلف ذرات نانو تقویت شده بودند با استفاده از دستگاه سقوط وزنه ی ضربه ای انجام شد. تیر کامپوزیتی با استفاده از دو روش ، شامل دستگاه دستی(HLU) و خلا با استفاده از قالب انتقال رزین(VARTM) برای ارزیابی تاثیر روش ساخت بر روی پاسخ ضربه ساخته شدند. علاوه بر این تاثیر نوع نانوذره بر روی پاسخ ضربه با استفاده از کلوئیست ۳۰B و ۱۵A تشخیص داده شد.

پاسخ های شبه استاتیک و LVI تیرهای نانوکامپوزیت مقایسه شد و تاثیر نانوذرات بر مناطق متورق شده بعد از ضربه نیز مورد بحث قرار گرفت. مقایسه نتایج آزمایشات نشان می دهد که نمونه های ساخته شده با روش VARTM منطقه ی آسیب دیده ی کوچک تر و انرژی جذب بیشتری نسبت به نوع HLU داشتند. در حالیکه تیرها با ۵wt% نانورس بیشترین انرژی جذب را در دو روش تولید دارد. علاوه بر این مکانیزم ناحیه ی متورق شده ی با افزایش مقدار نانو رس با توجه به ماهیت غشایی نانورس توضیح داده می شود.

جهت دانلود ترجمه تخصصی و فارسی این مقاله می توانید وجه آنرا پرداخت نموده و بلافاصله دریافت نمایید.

ABSTRACT

The low-velocity impact (LVI) response of the unidirectional glass/epoxy laminated composites, which were reinforced with various contents of nanoclay (i.e., 0, 3, 5 and 7 wt %) was performed using a dropweight impact machine. The nanocomposite beams were fabricated using two different methods, including hand lay-up (HLU) and vacuum assisted resin transfer molding (VARTM) methods, to evaluate the effect of the manufacturing method on the impact response. In addition, the influence of the nanoclay type on the impact response was assessed by using Cloisite 30B and Cloisite 15A.

The quasistatic and LVI responses of the nanocomposite beams were compared, and the effect of nanoclay on the delaminated area after impact was also discussed. The comparative results of the experiments indicate that the samples fabricated via VARTM method, have a smaller damage area and more energy absorption than the HLU types. However, the beams with 5 wt % nanoclay have the highest energy absorption in both manufacturing methods. Moreover, the mechanism of smaller delaminated area with increasing nanoclay contents is explained according to the impermeable nature of nanoclays.