مهندسی ساخت و تولید، جلد ۱۲، شماره ۱، صفحات ۱-۱۳
عنوان فارسی ساخت ماده مرکب با زمینه آکریلونیتریل بوتادین استایرن و الیاف شیشه بافته شده و بررسی چقرمگی شکست مود مرکب I/II با استفاده از فیکسچر بهبودیافته
چکیده فارسی مقاله یکی از چالش ­های اصلی برای بررسی خواص مکانیکی مواد، ساخت نمونه­ های آزمون شکست است؛ به ­خصوص مواد پلیمری که هر روز کاربرد آن‌ها زیادتر می­ شود. آکریلونیتریل بوتادین استایرن یک پلیمر گرمانرم می‌باشد که به­ طور گسترده­ای در صنایع مختلف مورد استفاده قرار گرفته است. در این مقاله مراحل ساخت ماده مرکب الیاف شیشه بافته‌شده با زمینه آکریلونیتریل بوتادین استایرن، نمونه های آزمایش پروانه‌ای شکل، شکست و بررسی مقاومت شکست این نمونه‌ها مورد توجه قرارگرفته است. پس از رفع چالش ­های ساخت نمونه‌ها، با استفاده از یک فیکسچر بهبودیافته برای مطالعه رفتار شکست تحت مودهای مرکب داخل صفحه I/II با قابلیت آزمون تحت مودهای خالص I و II و ترکیب های دلخواه در این بازه، آزمون­ های شکست بین لایه‌ای این ماده با ترک تعبیه‌شده در نمونه‌ها انجام گرفت. ترکیب‌های متفاوتی از بارگذاری شکست داخل صفحه از مود اول خالص تا مود دوم خالص و زوایای بین این دو مود با گام 15 درجه در نظر گرفته شد. نتایج آزمون‌ها نشان داد که ماده مرکب ترک‌دارحاصله، در برابر بارگذاری‌ مود I یعنی مود باز شوندگی تا 80 درصد مقاومت کمتری نسبت به بارگذاری مود II داشته و رشد ترک در بارهای نسبتاً کمی اتفاق می‌افتد و در مقابل با تغییر  به سمت مودهای مرکب و بارگذاری برش داخل صفحه II، یعنی به سمت زاویه بارگذاری بالای صفر درجه و درنهایت 90 درجه، نمونه‌ها در برابر رشد ترک مقاوم‌تر بوده و در نتیجه بارهایی تا 420 درصد بیشتر را تحمل می‌کنند. از نمودارهای حاصل می‌توان با استخراج بارهای بحرانی و مطالعات عددی به محاسبه چقرمگی شکست ماده دست‌یافت.
کلیدواژه‌های فارسی مقاله آکریلونیتریل بوتادین استایرن،چقرمگی شکست،الیاف شیشه،ماده مرکب،
عنوان انگلیسی Manufacturing of composite material with Acrylonitrile Butadiene Styrene matrix and woven glass fibers and investigation of its mixed-mode I/II fracture toughness using improved fixture
چکیده انگلیسی مقاله One of the main challenges in investigation of the mechanical properties of materials is the manufacturing of the fracture test specimens, especially for polymeric materials, which are increasingly used. Acrylonitrile butadiene styrene is a thermoplastic polymer that has been widely used in various industries. In this article, the steps of manufacturing of a woven glass fiber composite with acrylonitrile butadiene styrene matrix, manufacturing of butterfly-shaped fracture specimens, and examining the fracture strength of specimens are considered. After overcoming the challenges of sample manufacturing, interlaminar fracture tests of this material with embedded cracks were performed using an improved fixture to study the fracture behavior under in-plane mixed modes I/II with the ability to test under pure mode I and mode II and arbitrary combinations in this range. Different combinations of in-plane fracture loading with a step of 15 degrees were considered. The tests results showed that the cracked composite material has up to 80% less resistance to Mode I loading, i.e., the opening mode, than to Mode II loading, and crack growth occurs at relatively low loads. On the other hand, by changing to mixed mode loading and in-plane shear loading II, i.e., to a loading angle above zero degrees and finally 90 degrees, the samples are more resistant to crack growth and as a result, they withstand loads up to 420% higher. From the resulting graphs, it is possible to calculate the fracture toughness of the prepared material in the desired modes by extracting critical loads and numerical studies.
کلیدواژه‌های انگلیسی مقاله آکریلونیتریل بوتادین استایرن,چقرمگی شکست,الیاف شیشه,ماده مرکب
نویسندگان مقاله الیاس حدادی |
گروه مهندسی مکانیک، دانشگاه ملی مهارت، تهران، ایران

محرم شاملی |
پژوهشکده رانشگرهای فضایی، پژوهشگاه فضایی ایران، تبریز، ایران

نشانی اینترنتی https://www.iranjme.ir/article_212414_c12600955b33a18ebc9b444180f28dd5.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