بررسی تجربی عوامل موثر در ترمیم ترک کامپوزیتهای الیاف شیشه/اپوکسی خودترمیم شونده
عنوان اصلي به زبان ديگر
Healing Composites-Experimental Investigation on Effective Parameters of Crack Healing in Glass/Epoxy Self
نام نخستين پديدآور
/علیرضا عدلی
وضعیت نشر و پخش و غیره
نام ناشر، پخش کننده و غيره
: مهندسی مکانیک
تاریخ نشرو بخش و غیره
، ۱۳۹۸
نام توليد کننده
، عباسپور
مشخصات ظاهری
نام خاص و کميت اثر
۱۹۶ص
یادداشتهای مربوط به نشر، بخش و غیره
متن يادداشت
چاپی - الکترونیکی
یادداشتهای مربوط به پایان نامه ها
جزئيات پايان نامه و نوع درجه آن
دکتری
نظم درجات
مهندسی مساخت و تولید
زمان اعطا مدرک
۱۳۹۸/۱۰/۲۴
کسي که مدرک را اعطا کرده
تبریز
یادداشتهای مربوط به خلاصه یا چکیده
متن يادداشت
در این پژوهش به مطالعه تجربی اثر طراحی شبکه آوندی شامل راستا و فاصله آوندها بر ترمیم در کامپوزیتهای شیشه/اپوکسی خودترمیم پرداخته شده است .در مرحله اول، آوندهای توخالی از جنس شیشه بورسیلیکات با قطر خارجی۱۰ ▒ ۴۵۰میکرومتر و کسر تهینگی۳۰ (- ۳۵نسبت سطح مقطع داخلی به خارجی (با استفاده از یک دستگاه اکسترودر تولید شد .در مرحله دوم، اثر آرایش آوندهای شیشهای حاوی عامل خودترمیم در زمینه کامپوزیتی بر بازدهی ترمیم مطالعه شد .فاصله آوندها در سه سطح۲۰۰ ، ۵۰۰ و ۸۰۰ میکرومتر و جهتگیری آوندها نیز در سه سطح۰ ، ۴۵ و ۹۰ درجه انتخاب شد .برای تعیین بازدهی ترمیم از آزمون کشش استفاده شد .در این پژوهش ابتدا استحکام کششی نمونههای شاهد اندازهگیری شد .سپس، کاهش استحکام کششی در نمونههای حاوی آوندهای شیشهای توخالی با آزمونهای تجربی و شبیهسازی المان محدود سه بعدی تعیین شد .مقدار کرنش آسیب، با توجه به آزمونهای تجربی برابر با ۲/۱ انتخاب شد .در مرحله بعد، به منظور ایجاد آسیب در نمونههای حاوی آوندهای شیشه پرشده، این نمونهها تا نقطه کرنش آسیب تحت بارگذاری کششی قرار گرفتند و سپس در معرض یک سیکل حرارتی برای فرایند خودترمیم قرار داده شدند .در نهایت، مقادیر بازیابی استحکام کششی و بازدهی ترمیم در کامپوزیتهای خودترمیم بدست آمد و اثر چیدمانی شبکه آوندی مطالعه شد .نتایج آزمون کشش نشان داد که وجود آوندهای شیشه توخالی در ساختار کامپوزیت سبب کاهش استحکام کششی می شود، بطوریکه این کاهش برای زوایای۰ ، ۴۵ و ۹۰ درجه آوندهای شیشه با فاصله ۲۰۰ میکرومتر به ترتیب ۱۷ ، ۱۴ و ۲۱ ، برای آوندهای شیشه با فاصله ۵۰۰ میکرومتر به ترتیب ۱۴ ، ۱۱ و ۱۵ ، و برای آوندهای شیشه با فاصله ۸۰۰ میکرومتر به ترتیب ۵ ، ۱ و ۷ میباشد .وجود آوندهای شیشه توخالی در ساختار کامپوزیت همانند حفرههایی عمل کرده و سبب عدم یکپارچگی، تمرکز تنش و کاهش استحکام کششی می شود .نتایج تجربی خواص کششی کامپوزیتهای محتوی آوندهای شیشه توخالی با نتایج شبیهسازی المان محدود سه بعدی مقایسه شد .شبیهسازی المان محدود سهبعدی نیز بیانگر کاهش استحکام کششی در نمونههای کامپوزیتی حاوی آوندهای شیشه توخالی میباشد .حداکثر ۵ اختلاف نتایج شبیهسازی در مقایسه با نتایج تجربی مشاهده شد .نتایج بازدهی ترمیم نشان داد که برای چینش آوندهای شیشه پر شده با فاصله ۲۰۰ میکرومتر و راستاهای۰ ، ۴۵ و ۹۰ درجه، بازدهی ترمیم به ترتیب ۳۹ ، ۴۲ و ۲/۴۲ میباشد .برای چینش آوندهای شیشه پر شده با فاصله ۵۰۰ میکرومتر و راستاهای۰ ، ۴۵ و ۹۰ درجه، بازدهی ترمیم به ترتیب ۳/۲۸ ، ۴/۲۶ و ۷/۲۵ میباشد .برای چینش آوندهای شیشه پر شده با فاصله ۸۰۰ میکرومتر و راستاهای۰ ، ۴۵ و ۹۰ درجه، بازدهی ترمیم به ترتیب ۸/۲ ، ۳/۲ و ۹/۶ میباشد .نتایج شکلشناسی میکروسکوپی، شکسته شدن آوندهای شیشهای در کرنش آسیب ۲/۱ ، و خروج عامل خودترمیم از آوندهای شیشهای شکسته شده و نیز ترمیم ترکها را نشان میدهد .با در نظر گرفتن عملکرد کششی نمونههای کامپوزیتی حاوی آوندهای شیشه توخالی، میتوان نتیجه گرفت که کمترین کاهش استحکام کششی در جهتگیری ۴۵ درجه آوندهای شیشه توخالی اتفاق میافتد .این نتیجه به بیشینه بودن سطح مقطع موثر در نمونه حاوی آوندهای شیشه توخالی در زاویه ۴۵ درجه نسبت داده شد .علاوه بر این بیشترین مقدار استحکام کششی (MPa ۵۲۱) در نمونههای ترمیم شده مربوط به نمونه با آوندهای شیشه پرشده در راستای ۴۵ درجه و فاصله ۲۰۰ میکرومتر میباشد .برای نمونههای حاوی آوندهای پرشده با مواد خودترمیم با زاویه ۴۵ درجه، بیشینه بودن تنش برشی در زاویه) ۴۵ تنش برشی خارج از محور(، منجر به گسترش شکست آوندهای شیشهای و نفوذ حداکثری مواد ترمیمکننده در محلهای آسیب و ریزترکها میشود
متن يادداشت
healing epoxy/glass composite has been experimentally studied. In the first step, borosilicate hollow glass fiber (HGF) of 450-In this study, the effect of vascular network design including orientation and distance on the healing of self▒35 hollowness (ratio of internal to external area) was produced using an extruder. In the second step, the effect of filled HGF arrangement on the healing efficiency was studied. The orientations of HGFs were selected at three levels of 0, 45 and 90-10 m diameter and 30░healing composites and the effect of vascular network layout was studied. The results of the tensile test showed that the presence of HGFs in the composite structure reduced the tensile strength. For angle of 0, 45 and 90-healing process. Finally, tensile strength recovery and healing efficiency were obtained in self-, and the distances of HGFs were chosen at three levels of 200, 500 and 800 m in composites. Tensile test was used to determine healing efficiency. In this study, tensile strength of virgin samples was measured. Then, by conducting experimental tests and 3D finite element simulation, the reduction of tensile strength in samples containing blank HGFs was determined. According to the results of experimental tests, the value of damage strain was selected equal to 1.2 . In the next step, the specimens containing the filled HGFs were subjected to tensile loading to damage strain, and then subjected to a thermal cycle for self░at distance of 200 m of HGFs, the reduction of tensile strength were 17 , 14 and 21 , respectively. For angle of 0, 45 and 90 ░at distance of 500 m of HGFs, the reduction of tensile strength were 14 , 11 and 15 , respectively. For angle of 0, 45 and 90 ░at distance of the 800 m of HGFs, the tensile strength reduction were 5 , 1 and 7 , respectively. The presence of HGFs in the composite structure acts as cavities and causes inconsistency, stress concentration and reduced tensile strength. The lowest decrease of tensile strength was observed for composite specimens containing HGFs with angle of 45 ░dimensional finite element simulations showed a decrease in tensile strength in composite specimens containing blank HGFs. A maximum of 5 difference was observed in the simulation results as compared to the experimental results. The results of the healing efficiency showed that for angles of 0, 45 and 90-dimensional finite element simulations. Three-. Experimental results of tensile properties of composites containing blank HGFs were compared with the results of three░of filled HGFs with 200 m spacing, the healing efficiencies were 39 , 42 and 42.2 , respectively. For angles of 0, 45 and 90 ░of filled HGFs with 500 m spacing, the healing efficiencies were 28.3 , 26.4 and 25.7 , respectively. For angles of 0, 45 and 90 ░healing material were observed. By considering the tensile performance of samples containing blank HGFs, it can be concluded that the lowest decrease of tensile strength was observed for samples with HGFs orientation of 45- of filled HGFs with 800 m spacing, the healing efficiencies were 2.8 , 2.3 and 6.9 , respectively. The SEM morphological studies showed the breakage of HGFs at damage strain of 1.2 . In addition, the leakage of healing agent from the broken HGFs and filling the cracks by self░section area in specimens containing blank HGFs at angle of 45-. This result was attributed to the greater effective cross░ . In addition, the highest value of tensile strength (521 MPa) for healed specimens was observed for HGFs angle of 45░and distance of 200 m. For samples containing filled HGFs with orientation angle of 45 ░the highest value of shear stress at angle of 45 ,░cracks. -healing components into the damaged zones and micro-axis shear stress) led to the higher extent of fracture in filled HGFs and hence extended the diffusion of self- (off
عنوان اصلی به زبان دیگر
عنوان اصلي به زبان ديگر
Healing Composites-Experimental Investigation on Effective Parameters of Crack Healing in Glass/Epoxy Self
نام شخص به منزله سر شناسه - (مسئولیت معنوی درجه اول )