تأثير شكل دماغه نفوذكننده در نفوذ شبه استاتيكي برش پانچ صفحات نانوكامپوزيتي چندلايه اي

Influence of indenter nose in quasi-static punch shear penetration of the nanostructured laminated plates

در اين مقاله تاثير افزودن نانولوله‌هاي كربني روي رفتار برش پانچ شبه استاتيكي كامپوزيت‌ چندلايه‌اي شيشه/اپوكسي تحت نفوذ نفوذكننده هايي با سه دماغه مختلف به طور تجربي مورد بررسي قرار مي‌گيرد. نانوكامپوزيتهاي هيبريدي از 12 لايه الياف به روش لايه چيني دستي ساخته شده است. الياف شيشه داراي بافت دوبعدي با چگالي سطحي 200g/m2 بوده، در حاليكه سيستم رزين اپوكسي از ديكليسيديل اتر بيسفنول نوع آ با نام تجاري ايپون 828 به عنوان پايه اپوكسي و سيكلوآليفاتيك آمين اصلاح شده با نام تجاري اف205 به عنوان سفت‌كننده، ساخته شده است. نانولوله‌هاي كربني چند ديواره (MWCNTs) اصلاح شده با هيدرواكسيد (COOH) درون سيستم اپوكسي با درصد وزني 0 و 1 نسبت به وزن كل ماتريس پخش شده است.. در اين پژوهش براي بررسي تاثير شكل دماغه از سه نفوذكننده‌ي تخت، مخروطي و اجيوال استفاده شد. علاوه بر آزمايش نفوذ شبه استاتيكي برش پانچ، آزمايش كشش بر روي نمونه هاي نانورزين و نانوكامپوزيت هاي هيبريدي انجام گرديد. نتايج آزمون كشش نشان مي‌دهد هر چند با افزودن نانولوله‌هاي كربني در خواص كششي رزين افزايش قابل توجهي مشاهده ميشود، وليكن در خواص كششي نانوكامپوزيت‌هاي هيبريدي تغيير معناداري.مشاهده نميگردد. نتايج آزمايش برش پانچ با نفوذكننده‌هاي مختلف در هر دو نمونه حاكي از آن است كه بيشترين نيروي تماسي مربوط به نفوذكننده سرتخت و بيشترين انرژي جذب شده مربوط به نفوذكننده مخروطي مي‌باشد. علاوه بر آن در مجموع افزودن نانولوله‌هاي كربني باعث كاهش مقدار نيروي تماسي و انرژي جذب شده ميشود.

In this paper, the effects of the adding of carbon nanotubes on quasistatic punch shear behavior of glass/epoxy laminated composites under penetration of three different indenters has been investigated experimentally. The hybrid laminate nanocomposites have 12 layers is manufactured by Hand layup method. Fibers have a plainweave configuration with density of 200 g/m2, while the epoxy resin system is made of diglycidyl ether of bisphenol A resin (DGEBA), Epon 828, with Epikure F205 as the curing agent. The multiwalled carbon nanotubes (MWCNTs) modified with hydroxide (COOH) are dispersed into the epoxy system in a 0% and 1% ratio in weight with respect to the matrix. In order to study of influence of the nose shape, three different indenters, flat, conical and ogival, were used. Moreover, the tensile test was performed on the nanomatrix and the hybrid laminate nanocomposite sles. The tensile test indicated that the addition of nanotubes on the tensile properties of resin were seen a significant increase, but no significant changes were observed in the tensile properties of the hybrid laminate nanocomposites. Results of the quasistatic punch shear test show that the highest contact force is exhibited by flat indenter, while the highest absorbed energy is shown by conical indenter. Totally, the adding of carbon nanotubes reduces the contact force and absorbed energy.