25153

بهبود اثر چسبندگي اتصال كامپوزيت گرماسخت بر روي بستر گرمانرم

كارشناسي ارشد

مهندسي مكانيك

1400

1400/1/31

دكتر محمود مهرداد شكريه

مهندسي مكانيك

اتصال كامپوزيت‌هاي گرماسخت به گرمانرم به دليل متفاوت بودن خواص اين دو ماده با مشكلات مختلفي همراه است. تاكنون روش‌هاي متفاوتي براي تقويت اتصال اين دو ماده به كارگرفته شده است. در اين تحقيق، روش‌هاي موجود براي افزايش استحكام اتصال كامپوزيت‌هاي گرماسخت به گرمانرم دوره شده و مورد بررسي قرار گرفتند. با توجه به مشكلات موجود در روش‌هاي چسبي مرسوم، يك روش جديد براي اتصال اين دو ماده ارائه شد. در اين روش، به¬جاي اتصال دو چسبنده به كمك رزين (چسب)، ابتدا يك لايه پارچۀ شيشه به كمك حرارت و فشار به ورق پلي¬اتيلن گرمانرم متصل مي¬شود و سپس لايه چيني كامپوزيت گرماسخت، بر روي همين لايه اول پارچه آماده¬شده، صورت مي¬گيرد. براي بررسي پديده تورق در اين اتصال جديد، از آزمايش تير يك‌سرگيردار دولبه نامتقارن استفاده شد. نتايج آزمايشگاهي نشان داد كه روش جديد ارائه‌شده، باعث افزايش چشمگير استحكام و پايداري اتصال شده است تا حدي كه در شرايط مشابه، نسبت به اتصالات چسبي مرسوم، در مقدار نرخ رهايي انرژي كرنشي براي شروع تورق بيش از 400 درصد و در مقدار نرخ رهايي انرژي كرنشي براي رشد تورق بيش از 700 درصد افزايش استحكام مشاهده شد. همچنين تأثيرات نرخ بارگذاري نيز بر استحكام اتصال موردبررسي قرار گرفت. اين اتصال در نرم‌افزار اجزاء محدود آباكوس شبيه‌سازي شد و نسبت اختلاط مودهاي شكست براي هر نمونه محاسبه گرديد. نتايج شبيه‌سازي عددي، نتايج آزمايشگاهي را تكميل كرد و نرخ رهايي انرژي كرنشي و نسبت اختلاط مودهاي شكست براي تمام نمونه‌ها گزارش شد.

1400/06/13

Bonding improvement of thermoset composites to the thermoplastic substrate

1/1/1900 12:00:00 AM

Abstract Because of dissimilar properties, bounding the thermoset to thermoplastic composites bring about some difficulties. So far, various methods for reinforcing this bond are presented. In the present research, existing methods for strengthening the bond between the thermoplastic and thermoset composites are evaluated. According to the obstacles of the conventional methods, a new method for joining these two materials was proposed. In this method, instead of bounding substrates by adhesive, first, a layer of a glass texture using temperature and pressure was attached to a thermoplastic polyethylene plate, and then the thermoset composite (glass/epoxy) was layed-up on the glass texture. To evaluate the occurrence of delamination on the bonding, asymmetric double cantilever beam tests were performed. Experimental results revealed that the new method presents an impressive improvement in the strengths and stability of the bounding. So that, in comparison with the existing methods of bonding, the initiation and propagation strain energy release rates were increased more than 400 and 700 percent, respectively. Moreover, the effect of the loading rate on the strength of the bound was assessed. Furthermore, the proposed method was modeled in the ABAQUS commercial software, and the mixing ratio of failure modes was calculated for each sample. Using the theoretical and experimental results strain energy release rate and mixing ratio of failure modes were reported.

اتصال به كمك حرارت و فشار , آماده‌سازي سطح , كامپوزيت , ترشوندگي , گرماسخت , گرمانرم , اپوكسي , آزمايش ADCB , نسبت اختلاط مود شكست , نرخ رهايي انرژي كرنشي , اتصال چسبي

Bond using heat and pressure , Surface preparation , Wettability , Thermoset , thermoplastic , Glass/epoxy , Polyethylene , ADCB test , Failure mode mixing ratio , Strain energy release rate , Adhesive bonding