بررسي تجربي اثرشكل ضربه زننده و دمابر رفتار صفحات كامپوزيت شيشه/اپوكسي در ضربات سرعت كم

Effect of impactor shape and temperature on the behavior of E-glass/epoxy composite laminates

در پژوهش حاضر اثر شكل ضربه زننده و دماهاي بالا بر روي پاسخ صفحات كامپوزيتي مورد بررسي قرار گرفته است. كامپوزيت مورد استفاده از جنس شيشه/اپوكسي، ابعاد 3×120×120 ميليمتر، جرم ضربه زننده 7 كيلوگرم و سرعت برخورد 4/1 متر بر ثانيه مي باشد. جهت انجام آزمايش ضربه از دستگاه وزنه افتان، و براي بررسي اثر شكل ضربه زننده از چهار نوع ضربه زننده تخت، نيم كروي، مخروطي و سهموي استفاده شدهاست. ميزان آسيب، زمان برخورد، بيشينه ي نيروي برخورد، انرژي جذب شده و جابجايي براي چهار ضربه زننده مختلف با يكديگر مقايسه شده اند. هرچه سر ضربه زننده پهن تر باشد زمان برخورد كمتر و بيشينه ي نيروي برخورد بيشتر خواهد بود. ناحيه آسيب ضربه زننده مخروطي از همه بيشتر است. ضربه زننده تخت بر خلاف سه نمونه ديگر داراي مرز ناحيه آسيب مشخصي نمي باشد. همچنين جهت بررسي اثر دما بر روي پاسخ كامپوزيت، دماهاي آزمايش را بين دماي اتاق و 150 درجه سانتيگراد تغيير داده و پارامترهايي مانند بيشينه ي نيروي برخورد، جابجايي و انرژي جذب شده مورد بررسي قرار گرفته اند. با افزايش دما بيشينه‎ي نيروي برخورد كاهش و جابجايي افزايش مي يابد ولي انرژي جذب شده با تغيير دما تغيير چنداني نمي كند.

In this research, low velocity impact tests have been carried out on laminated composite plates to investigate the impactor shape and temperature effect on the dynamic behavior and material damage. The woven Eglass/epoxy laminates were manufactured. The studies have been done on plate with dimensions of 120 mm×120 mm×3 mm, impactor with 1.4 m/s incident velocity and 7 kg mass. Specimens have been impacted by using steel flat, hemispherical, ogival and conical impactors, all 12.7 mm in diameter. The specimens impacted by the conical impactor absorbed most energy because of local penetration. The flat impactor caused the highest peak force and lowest contact duration as expected. The force history of the impactor, projectile displacement and absorbed energy of different impactor shapes has been measured and compared with each other. The temperatures were in the range of room temperature to 150 °C. The parameters including maximum contact force, projectile displacement and the absorbed energy of different temperature have been investigated.Maximum contact force decreased with increasing of temperature, and deflection of impactorincreasedwith increasing of temperature.