توسعه روش قيطان بافي ـ پولتروژن و بررسي خواص مكانيكي ميله‌هاي كامپوزيتي توليد شده با اين روش

Development of Braiding-Pultrusion Method and Investigation of Mechanical Properties of Composite Rods Produced by this Method

در اين پژوهش، فرايند قيطان بافي- پولتروژن براي توليد ميله‌هاي كامپوزيتي توسعه يافته است. به اين منظور، دستگاه قيطان بافي معمولي نساجي پس از بهينه‌سازي به خط توليد پولتروژن اضافه شد تا امكان توليد ميله‌هاي كامپوزيتي داراي ساختار تقويت كننده شامل پوسته اي از پارچه بريد و مغزي از الياف تك جهتي فراهم شود. براي بررسي خواص مكانيكي ميله‌هاي مزبور، انواع مختلفي از آنها با ضخامت هاي متفاوت تارهاي بافته و هم چنين با زواياي مختلف بافته توليد و به كمك آزمون هاي پيچش، كشش و خمش ارزيابي شدند. براي بررسي اثر عمليات قيطان بافي، نتايج حاصل با خواص مكانيكي ميله‌هاي تك جهتي توليد‌ شده مقايسه شد. نتايج نشان داد، ميله‌هاي بافته- پولترود شده (BP) نسبت به ميله‌هاي تك جهتي، مدول برشي بيشتر اما مدول كششي و سختي خمشي كمتري دارند. افزايش ضخامت تارهاي بافته در ميله‌هاي BP سبب بهبود خواص پيچشي و كاهش خواص كششي و خمشي شد. بيشترين مدول پيچشي در زاويه بافته °45 به دست آمد. مدول كششي و سختي خمشي با افزايش زاويه بافته كم شدند.

In this research, a braiding-pultrusion production line is developed by modifying a conventional textile maypole braiding machine and adding it to a pultrusion line for production of braid-pultruded (BP) composite rods. In order to evaluate the mechanical properties of BP rods and study the effect of some braiding parameters, they were produced with different braid roving linear densities and braid angles. The results are also compared to those of unidirectional (UD) pultruded rods which were produced without braided fabric cover, but with the same fiber volume fraction and diameter. The results showed BP rods had higher shear modulus, but lower tensile modulus and flexural rigidity compared to UD rods. It was also concluded that increasing the braid roving linear density leads to an improvement in shear modulus, but a reduction in tensile modulus and flexural rigidity. Moreover, the highest shear modulus is observed in the rod with braid angle of 45o. Tensile modulus and flexural rigidity decrease when braid angle increases.