پديد آورندگان :
ابوالحسني، شهروز دانشگاه صنعتي شريف - دانشكده مهندسي مكانيك - گروه طراحي كاربردي، تهران , فلاح، فميد دانشگاه صنعتي شريف - دانشكده مهندسي مكانيك - گروه طراحي كاربردي، تهران , اكبري، جواد دانشگاه صنعتي شريف - دانشكده مهندسي مكانيك - گروه طراحي كاربردي، تهران
كليدواژه :
كامپوزيت , خواص مكانيكي , الياف كنف , اپوكسي , مدل‌هاي ميكرومكانيكي
چكيده فارسي :
با بالارفتن سطح آگاهي عمومي، از مواد بازيافت‌پذير و طبيعي بيشتر استفاده مي‌شود. هدف از اين پژوهش ساخت كامپوزيت تقويت‌شده با الياف طبيعي و بررسي تاثير پارامترهاي طول الياف (5ميلي‌متر و 9ميلي‌متر)، درصد جرمي الياف (5%، 10%، 12/5% و 15%) و اصلاح الياف روي خواص كششي، خمشي و جذب آب كامپوزيت ساخته‌شده بود. طرح‌ريزي آزمايش‌ها با استفاده از آرايه تاگوچي انجام شده است. در اين پژوهش از رزين اپوكسي، الياف كنف و روش ساخت دستي استفاده شده است. آزمون‌هاي كشش، خمش و جذب آب روي نمونه‌هاي ساخته‌شده انجام گرفت و بيشترين استحكام كششي MPa37/67، بيشترين مدول كششي GPa4/94، بيشترين استحكام خمشي MPa78/31، بيشترين مدول خمشي GPa6/05 و درصد جذب آب 0/3% بدست آمد. اصلاح الياف به روش قليايي خواص كششي، خمشي و جذب آب را بهبود بخشيد. حالت بهينه براي درصد جرمي الياف براي ماكزيمم‌سازي استحكام كششي، مدول كششي و استحكام خمشي 12/5%، به‌منظور ماكزيمم‌سازي مدول خمشي 10% و براي مينيمم كردن ميزان جذب آب 5% به دست آمد. به جز در نتايج مدول كششي، طول الياف نسبت به دو عامل ديگر تأثير ناچيزي دارد. براي ماكزيمم‌سازي مدول كششي، طول الياف 9ميلي‌متر بهتر است. در اين پژوهش استحكام كششي و مدول الاستيسيته كششي بيشتري نسبت به كارهاي پيشين به دست آمده است. در نهايت نيز استحكام و مدول كششي به‌دست‌آمده از آزمايش با نتايج حاصل از دو مدل ميكرومكانيكي قانون اصلاح‌شده مخلوط و هالپين- تساي اصلاح‌شده مقايسه شد.
،
چكيده لاتين :
By increasing the level of public awareness, more recyclable and natural materials are used. The aim of this research was to fabricate natural fiber reinforced composites and to investigate the effects of fiber length (5mm and 9mm), fiber mass percent (5%, 10%, 12.5%, and 15%), and fiber surface treatment on tensile, flexural, and water absorption properties of the fabricated composite. The experiments were designed, by the Taguchi method. In this research, epoxy resin and kenaf fiber have been used. Tensile, flexural and water absorption tests were performed on the samples. The highest values were 37.67 MPa for tensile strength, 4.94 GPa for tensile modulus, 31.78 MPa for flexural strength, and 6.05 GPa for flexural modulus. The lowest percentage of water absorption was 0.3%. Alkali treatment improved tensile, flexural, and water absorption properties. The optimum of fiber mass percent was 12.5% to maximize tensile strength, tensile modulus, and flexural strength, 10%to maximize flexural modulus, and 5% to minimize water absorption. Except for the tensile modulus, the effect of fiber length on the mechanical properties of the composite is observed to be less pronounced than the other two factors. To maximize the tensile modulus, the fiber length is better to be 9 mm. In this study, the values obtained for the tensile strength and tensile modulus of the fabricated composite are more than the ones in the previous works. Finally, the strength and tensile modulus obtained experimentally were compared with the ones obtained via two micro-mechanical models, modified rule of mixture, and modified Halpin-Tsia model.
