بررسي تجربي تاثير ضربه سرعت بالا بر ساندويچ پنل كامپوزيتي ساخته‌شده از الياف كربن با هسته M شكل تقويت‌شده با نانوذرات SiO2

Experimental Investigation of High-velocity Impact Effects on Composite Sandwich Panel with M-Type Lattice Core Made of Carbon Fiber Reinforced by Nano-SiO2

در اين پژوهش، ساندويچ پنل‌هاي الياف كربن-اپوكسي با هسته‌ي M شكل همراه با نانوذرات سيليس به‌منظور رسيدن به لمينتي عاري از هرگونه عيب، ساخته‌شده و سپس، فوم پلي‌يورتان به هسته‌ي ساندويچ پنل تزريق گرديد. در مقاله حاضر از روش انتقال رزين تحت خلاء استفاده شده‌است. اثر پارامترهايي نظير ذرات نانو سيليكا بر استحكام كششي لمينت و ضربه سرعت بالا بر ساندويچ پنل مورد مطالعه و بررسي قرارگرفت. نتايج نشان داد كه افزودن 1 تا 3 درصد وزني نانو سيليس به الياف كربن، تاثير قابل توجهي برروي استحكام كششي دارد. همچنين در آزمايش تست ضربه سرعت بالا، نتايج نشان داد كه با افزايش درصد وزني نانوذرات از 1 تا 3 درصد، مقدار سرعت خروجي پرتابه كاهش ميابد. از طرفي نتايج نشان داد با برخورد پرتابه به هسته ساندويچ پنل مقدار سرعت خروجي صفر مي‌شود ولي هنگامي كه پرتابه به هسته برخورد نمي‌كند داراي سرعت خروجي مي‌باشد. سرعت خروجي پرتابه از ساندويچ پانل با فوم پلي‌يورتان در مقايسه با ساندويچ پانل بدون فوم پلي‌يورتان كمتر است. با استفاده از عكس‌هاي ميكروسكوپ الكتروني عبوري مشخص شد كه رزين به خوبي بين الياف پخش شده‌است و عاري از هرگونه حفره و تخلخل مي‌باشد.

In this study, a composite sandwich panel with M-type lattice core made of carbon fiber reinforced by nano-SiO2 has been manufactured in order to achieve a laminate without any defect. Afterward, polyurethane foam has been injected into the core of the sandwich panel. The vacuum assisted resin transfer molding (VARTM) has been used in the present research. Eventually, The effects of parameters such as the amount of nano-SiO2 on the tensile strength of the laminate and high-velocity impact on the carbon fiber sandwich panel resistance were investigated. It was figured out that adding 1 to 3 wt% of nano-SiO2 into the carbon fiber had the most desirable effects on the enhancement of tensile strength. Also, in the high-velocity impact test, the results showed that by increasing 1 to 3 wt% of nano-SiO2 in the carbon fiber, the output velocity of the projectile decreases. On the other hand, the results showed when the projectile collides with the M-type core of the sandwich panel, the output speed will be zero, but when the projectile does not hit the core, output velocity will have a value. The output velocity of the projectile from the sandwich panel with the polyurethane foam is more less compared to sandwich panel without foam. The scanning electron microscope (SEM) images showed nano-SiO2 has been well distributed between the resin and the fibers.