بررسي مقاومت به نوع اول تورق در كامپوزيت هاي هيبريد بين لايه اي و درون لايه اي تقويت شده با پارچه بازالت/ نايلون

Investigation of Mode I Delamination Resistance in Inter-ply and Intra-ply Hybrid Composites Reinforced with Basalt/Nylon Woven Fabrics

كاربردهاي عملي كامپوزيت هاي پليمري تقويت شده با پارچه به دليل حساس بودن آنها به تورق ناشي از بارگذاري ضربه اي، محدود است. يك راه حل براي اين مشكل، هيبريد كردن كامپوزيت هاي پليمري است. در اين پژوهش، تاثير نوع الياف تقويت كننده، نحوه هيبريد كردن، نحوه چينش لايه ها و نرخ بارگذاري بر رفتار تورق در نوع اول كامپوزيت هاي بازالت خالص، نايلون خالص و هيبريد (بازالت/ نايلون) بين لايه اي و درون لايه اي بررسي شده است. كامپوزيت ها به روش لايه گذاري دستي (چهار لايه براي هر نمونه) و با استفاده از پارچه هاي بازالت/نايلون و رزين اپوكسي توليد شدند. طول ترك در حال رشد در نمونه هاي كامپوزيتي با آزمون نوع اول تورق اندازه گيري شد. مقدار چقرمگي شكست بين لايه اي نمونه ها بر مبناي تئوري اصلاح شده باريكه تير يك سر گيردار دو لبه اندازه گيري و پس از تحليل آماري با هم مقايسه شد. چقرمگي شكست بحراني كامپوزيت هاي هيبريد درون لايه اي 30 تا 80 درصد نسبت به نمونه هاي خالص بهبود يافت. همچنين با افزايش نرخ بارگذاري نيروي شروع تورق به مقدار قابل توجهي كاهش يافت.

Due to their sensitivity to impact-induced delamination, woven fabric reinforced polymer composites have limited practical applications. Hybridization of polymer composites has been proposed as a solution to this problem. In this study, the effects of fiber reinforcement type, hybridization method, plies stacking sequence and loading rate on mode I delamination behavior of pure basalt, pure nylon, inter-ply and intra-ply hybrid (basalt/nylon) composites were investigated. Composites were length during its propagation in composite samples was measured by mode I delamination test. The inter-laminar fracture toughness of composite specimens was calculated using modified double-cantilever beam theory and the results were compared by statistical methods. A 30 to 80% improvement in the critical fracture toughness of intra-ply hybrid composite compared to pure ones was recorded. Moreover, the delamination initiation load decreased significantly by increasing the loading rate.