مهندسی مکانیک امیرکبیر، جلد ۵۴، شماره ۱۲، صفحات ۱۱-۱۱
عنوان فارسی بررسی تجربی و عددی رفتار خستگی چندلایه‌های کامپوزیتی کربن/اپوکسی تقویت شده با نانوالیاف
چکیده فارسی مقاله چندلایه‌های کامپوزیتی مواد پیشرفته مهندسی هستند که به دلیل خواص منحصر بفرد، در صنایع مختلف به فراوانی مورد استفاده قرار می‌گیرند. هدف از پژوهش حاضر، بررسی تاثیر نانوالیاف الکتروریسی شده بر روی رفتار شکست و خستگی در چندلایه‌های کامپوزیتی و همچنین بررسی عملکرد مدلسازی المان محدود با روش المان‌های چسبنده در شبیه‌سازی رفتار خستگی این کامپوزیت‌ها است. بدین منظور نمونه‌های کامپوزیتی از لایه‌های پیش آغشته کربن/ اپوکسی ساخته شده و با جایگذاری نانوالیاف نایلون 6.6 در بین لایه میانی نمونه‌ها تقویت شدند. سپس نمونه‌ها تحت بارگذاری استاتیکی و خستگی مود I قرار گرفتند. نتایج نشان داد که نانوالیاف موجب افزایش 2 برابری چقرمگی شکست در نمونه‌های کامپوزیتی می‌شود. در بارگذاری خستگی نیز نرخ رشد ترک در نمونه‌های تقویت شده کاهش چشم‌گیری داشت. به طوری که در نسبت انرژی کرنشی ، نانوالیاف موجب کاهش 8 برابری نرخ رشد ترک شد. از روش مدل ناحیه چسبنده (CZM) به منظور بررسی کارایی المان محدود در شبیه‌سازی رشد آسیب بین لایه‌ای تحت بار خستگی، در نمونه‌های تقویت شده با نانوالیاف استفاده شد. به منظور مدلسازی رفتار خستگی از مدل آسیب پیش‌رونده تورون استفاده شد. تطابق قابل قبول روش المان محدود با داده‌های تجربی، نشان داد که روش ناحیه چسبنده ابزار مناسبی به منظور شبیه‌سازی گسترش آسیب خستگی در چندلایه‌های کامپوزیتی تقویت شده با نانوالیاف می‌باشد.
کلیدواژه‌های فارسی مقاله نانوالیاف، چندلایه‌های کامپوزیتی، کربن/ اپوکسی، خستگی، روش المان محدود،
عنوان انگلیسی Numerical and experimental investigations on fatigue behavior of carbon/epoxy laminates toughened by nanofibers
چکیده انگلیسی مقاله Composite laminates are advanced engineering materials which are widely used in various industries due to their unique properties. The aim of this paper is to assess the effect of electrospun nanofibers on the fracture and fatigue behavior of composite laminates and also to investigate the performance of Finite Element Method (FEM) based on Cohesive Zone Model (CZM), in predicting the fatigue behavior of the laminates. For this purpose, standard specimens were fabricated from carbon/epoxy Prepregs interleaved with nylon 6,6 nanofibers. The specimens were then subjected to mode I static and fatigue loading conditions. The results showed that fracture toughness was doubled by adding nanofibers between composite layers. Under fatigue loading, the crack growth rate of the nanomodified specimens was less than the virgin specimens. So that, crack growth rate decreased 8 times by interleaving the nanofibers in . The CZM method was used to evaluate the efficiency of finite element in modeling the fatigue crack growth rate in virgin and nanomodified specimens. The progressive failure model was used to simulate the fatigue behavior. Consistency of FE results with the experimental results showed that the CZM method is a suitable tool to model the fatigue behavior of interleaved composite laminates.
کلیدواژه‌های انگلیسی مقاله نانوالیاف, چندلایه‌های کامپوزیتی, کربن/ اپوکسی, خستگی, روش المان محدود
نویسندگان مقاله میلاد سعیدی‌فر |
دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی امیرکبیر، تهران، ایران

حامد ثقفی |
دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه تفرش، تفرش، ایران

حسام ثقفی |
دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه زنجان، زنجان، ایران

مهدی احمدی نجف آبادی |
دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی امیرکبیر، تهران، ایران

نشانی اینترنتی https://mej.aut.ac.ir/article_5032_7ff3d44be5a11849578e34a73e015e35.pdf
فایل مقاله فایلی برای مقاله ذخیره نشده است
کد مقاله (doi)
زبان مقاله منتشر شده fa
موضوعات مقاله منتشر شده
نوع مقاله منتشر شده
برگشت به: صفحه اول پایگاه   |   نسخه مرتبط   |   نشریه مرتبط   |   فهرست نشریات