بررسي آزمايشگاهي رشد تورق در مود I كامپوزيت الياف شيشه تك‌جهته/وينيل‌استر تحت پيرشدگي اسيدي

Experimental investigation of mode I delamination growth in unidirectional E-glass/vinyl ester composites on acid aging

در اين تحقيق به بررسي چقرمگي شكست مود I در كامپوزيتهاي ساخته شده از الياف شيشه نوع E با بافت تك جهته و رزين وينيل‌استر در معرض اسيد سولفوريك پرداخته شده است. نمونه‌هاي مورد استفاده به روش لايه‌چيني دستي با چيدمان لايه‌هاي [0]_18 ساخته شدند. به منظور اعمال شرايط محيطي نمونه‌هاي ساخته شده در ابعاد بيان‌شده در استاندارد، در بازه‌هاي زماني 0، 1، 2، 5 و 10 هفته در محلول 20% وزني تهيه شده از اسيد سولفوريك 98% با دماي آزمايشگاه غوطه‌ور شدند. سپس آزمون شكست با استفاده از تير يك‌سر گير‌دار دو لبه بر روي نمونه‌ها به منظور بررسي روند تغييرات چقرمگي شكست بين لايه‌اي شروع و پايا در بازه‌هاي زماني مختلف صورت گرفته است. نتايج آزمايشگاهي نشان‌دهنده كاهش چقرمگي شكست پايا در نمونه‌ها با اعمال شرايط محيطي بودند، درحالي كه روند تغيير چقرمگي شكست شروع رشد ترك در 5 هفته اول به‌صورت افزايشي بوده و پس از آن در هفته دهم با كاهش قابل توجهي همراه بوده است. علاوه‌بر ‌اين، در اين پژوهش مشاهده شد كه مقدار نيروي شروع رشد ترك با قرارگيري نمونه در معرض شرايط محيطي كاهش پيدا كرده است.

In the present investigation, the mode I fracture toughness of unidirectional E-glass/vinyl ester composites subjected to sulfuric acid was studied. Specimens were manufactured using the hand lay-up method with the [0]18 stacking sequence according to standard size. Specimens were exposed to 20 wt.% sulfuric acid (with 98% purity) at the laboratory temperature for 0, 1, 2, 5 and 10 weeks. Subsequent to conditioning for the aforesaid period of times, samples were dried and according to the standard, the double cantilever beam tests were performed to study variations of the initiation and propagation fracture toughness. Results showed that a reduction in the propagation fracture toughness after conditioning, although the variation of the initiation fracture toughness at the first 5 weeks was increasingly and after that at the 10th week had a significant reduction. Moreover, it was observed that the amount of the crack initiation force of samples was decreased after the conditioning.