تاثير پيش‌‌ كرنش و موقعيت سيم آلياژ حافظه‌دار بر خواص كمانشي كامپوزيت الياف - فلز هوشمند

Influence of pre-strain and position of shape memory alloy wire on buckling properties of smart fibers metal composite

امروزه كامپوزيت‌هاي لايه اي الياف - فلز به واسطه دارا بودن خواص مكانيكي خوب و وزن كم، مورد توجه قرار گرفته‌اند. بكارگيري آلياژ حافظه‌دار در كامپوزيت‌هاي الياف - فلز موجب مي‌شود كه اين آلياژها بتوانند تحت بارگذاري سيكلي، از طريق ايجاد حلقه برگشت پذير هيسترزيس، انرژي مكانيكي را جذب يا تلف كنند و باعث بهبود مقاومت در برابر ناپايداري‌هاي كمانشي كامپوزيت‌ شوند. در اين پژوهش، تاثير افزايش پيش‌كرنش و همچنين اثر قرارگيري سيم آلياژ حافظه‌دار در لايه‌هاي دور و نزديك نسبت به تار خنثي الياف-فلز، تحت كمانش استاتيكي، بررسي شد. كامپوزيت‌هاي الياف - فلز شامل رزين اپوكسي و الياف شيشه و آلياژ آلومينيوم T3-2024 بودند. براي بررسي اثر پيش‌كرنش سيم‌هاي حافظه‌دار، پيش‌كرنش‌هاي 1، 2 و 3 درصد با تعداد ثابت 6 سيم در اين كامپوزيت‌ها مورد آزمايش قرار گرفتند. همچنين به‌ ‌منظور بررسي محل قرارگيري سيم‌ها ، تعداد 4 سيم با پيش كرنش ثابت 3 درصد، در لايه هاي دور و نزديك نسبت به تار خنثي، استفاده شد. نتايج نشان داد كه افزايش پيش‌كرنش‌ به دليل ايجاد كشش بيشتر سيم هاي حافظه دار در حين ساخت نمونه ها و تمايل سيم ها براي بازگشت به شكل اوليه خود در حين آزمون، سازه را در برابر بار فشاري، مقاوم تر و پايدارتر مي سازد. همچنين قرارگيري سيم‌ها در لايه‌هاي دور از تار خنثي نسبت به حالت نزديك به تار خنثي، به دليل تاثير بيشتر مقاومت در برابر خمش ايجاد شده در حين كمانش و اثر خاصيت بازگشت‌پذيري بهتر سيم‌هاي حافظه‌دار، موجب افزايش مقاومت در برابر ناپايداري و حد تحمل بار بيشتر در كامپوزيت‌هاي الياف - فلز شدند.

Today fiber metal laminates (FMLs) by having good mechanical properties and low weight have been attention. The use of shape memory alloy (SMA) in the FMLs causes these alloys, under mechanical cyclic loading, by creation reversible hysteresis loop, can absorb or waste mechanical energy and causes amelioration of resistance against buckling instabilities of FMLs. In this study, the effect of increasing pre-strain and embedment SMA wire in far and near layers to neutral axis of FML, under static buckling were investigated. FMLs were contained epoxy resin and glass fibers and 2024-T3 Aluminum alloy. To investigate effect of pre-strain of SMA, the pre-strain of 1, 2 and 3 percent with fixed quantity 6 wires in these FMLs were tested. Due to investigate the position of embedment, the quantity of 4 wires with fixed 3% pre-strain, in far and near layers to neutral axis, are used. The results showed that the increase of pre-strain due to creation more tension of SMA during the fabrication of the specimens and the tendency of wires to return to its original shape during the test makes the structure more resistant against pressure loading. Also, the wires were placed in layers far from the neutral axis of the specimen as compared to near the neutral axis due to the greater effect of the bending resistance of the specimen during the buckling and the effect of the better return properties of SMA wires, causes to increasing resistance against instability and load tolerance limit in FMLs.