مطالعه رفتار سيكليك، عمر و خرابي خستگي كم‌چرخه جابجايي كنترل در كامپوزيت پايه پليمري تقويت شده با الياف كربن سوراخ‌دار تحت نرخ‌ها و دامنه‌هاي بارگذاري مختلف

در اين مقاله، به بررسي اثرات نرخ بارگذاري بر رفتار خستگي كم‌چرخه در كامپوزيت‌هاي تقويت‌شده با الياف كربن پرداخته شده است. ابتدا، قطعات كامپوزيتي سوراخ‌دار، تحت بارگذاري كششي در دو فركانس اعمال بار مختلف قرار گرفته شده تا دامنه مورد استفاده در آزمون خستگي كم‌چرخه بدست آيد. سپس نمونه‌ها تحت بارگذاري خستگي در سه مقدار جابجايي و پنج فركانس بارگذاري قرار گرفتند و تاثير آن‌ها در مقدار بيشينه و كمينه تنش در هر سيكل، عمر خستگي و مقادير تنش دامنه و ميانگين محاسبه و در انتها، تصاوير سطح شكست و تصاوير ميكروسكوپ الكتروني روبشي ارائه شدند. نتايج نشان داد كه با افزايش نرخ بارگذاري كششي مقدار بيشينه تنش، به دليل تمايل بيشتر ماده به رفتار ترد، افزايش پيدا مي‌كند. همچنين بيشينه تنش در جابجايي ثابت و فركانس‌هاي بارگذاري مختلف مقدار كمي با افزايش همراه بوده ولي در فركانس ثابت و جابجايي‌هاي متفاوت بسيار افزايش يافت. عمر خستگي نيز در جابجايي ثابت با افزايش فركانس بارگذاري روندي افزايشي و در فركانس بارگذاري ثابت با افزايش جابجايي روندي كاهشي داشت. به كمك تحليل حساسيت مشخص شد كه تغيير فركانس بارگذاري در جابجايي ثابت همچنين تغيير جابجايي در فركانس 1-5 هرتز تاثيري در مقدار تنش بيشينه نداشته ولي در فركانس‌هاي 10-20 هرتز تاثيرگذار است. رفتار سيكليك ماده نشان داد كه تنش بيشينه در طول سيكل‌هاي بارگذاري، به دليل تجميع آسيب، كاهش مي‌يابد و سفتي كامپوزيت كاهش مي‌يابد. مكانيزم‌هاي آسيب با تغيير فركانس بارگذاري، تغيير كرده و درصد شكست الياف با افزايش فركانس بارگذاري، افزايش يافت.