Skip to main content
SUPERVISOR
Zahra Talebi mazraehshahi,Ali Zadhosh
زهرا طالبی مزرعه شاهی (استاد مشاور) علی زادهوش (استاد راهنما)
 
STUDENT
Hamideh Najafi
حمیده نجفی

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی نساجی
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1391

TITLE

The Influence of the size combination and types of nanoparticles on the mechanical properties of epoxy reinforced with glass fabric and modeling of tensile test
One of the factors affecting the performance of fiber-reinforced polymer composites is quality of stress transfer at the fiber-polymer interface in composite. Structure and properties of the fiber-polymer interface are the most important factors for load transfer between fiber and polymer matrix. Which, they can influence the mechanical properties of the obtained composites. The main objective of this work is studying the effect of nanoparticles type and structure on mechanical interlocking at the fiber-resin interface in order to achieve composites with desired mechanical properties. For this purpose, four nanomaterial's with different structure and properties including silica nanoparticles, silica aerogel particles, silicon carbide nanoparticles and silicon carbide nanowhisker were used and micromechanical (i.e. small drop test) and macro mechanical (i.e. tensile, bending and shear punching tests) properties of glass epoxy composite in the presence of these nanomaterials were investigated. The multivariate statistical analysis at a significance level of 0.5 was used to evaluate the statistical analysis of results. The results showed that the nanowhisker enhanced 17.36% and 38.55% the tensile and flexural properties of composite, respectively. Also, the shear strength in small drop test and shear punch test were enhanced 30.89% and 38.13%, respectively. The obtained results of the tensile test were verified using mixing law relationships, Chamis and Halpin-Tsai .Also composite tensile test simulated with the finite element method and fabric model with component yarns and the effect of interlocking were considered. Finally, Finite element method showed the best fit with the experimental results. Key Words : interphase, micromechanical test; macro mechanical test, nano particle, mechanical interlocking
یکی از عوامل مؤثر بر کارایی کامپوزیت های پلیمری تقویت‌شده با الیاف، کیفیت انتقال تنش در فاز مشترک بین لیف و پلیمر در کامپوزیت است. ساختار و خواص فاز مشترک مهم‌ترین عامل برای انتقال بار بین لیف و پلیمر زمینه است که به‌نوبه خود بر خواص مکانیکی نهایی کامپوزیت‌ها مؤثر خواهد بود. هدف از این پژوهش، بررسی نوع نانو ذرات به‌کاررفته در ایجاد درگیری مکانیکی در فاز مشترک لیف- رزین به‌منظور دستیابی به خواص بهتر در کامپوزیت‌هاست. در این پژوهش، تأثیر نانو ذرات سیلیکا، ذرات سیلیکا اروژل، نانو ذرات و نانویسکر سیلیسیم کاربید در پوشش سطح الیاف بر روی خواص میکرو مکانیکی (آزمون ریز قطره) و ماکرو مکانیکی (آزمون کشش، خمش، پانچ برشی) کامپوزیت شیشه اپوکسی موردبررسی قرار گرفت. همچنین به‌منظور مقایسه و تجزیه تحلیل آماری نتایج بدست آمده از آزمون مقایسه چند متغیره در سطح معناداری 05/0 استفاده شد. در کامپوزیت‌های حاوی نانوویسکر به دلیل نسبت ابعادی بزرگ‌تر و افزایش درگیری مکانیکی 63/17 و 55/38 درصد بهبود در خواص کششی و خمشی حاصل شد. در حالیکه استحکام برشی حاصل از آزمون ریز قطره و آزمون پانچ برشی با افزودن ذرات سیلیکا اروژل با سطح مخصوص بالا به ترتیب 89/30 و 13/38 درصد افزایش یافت. در بخش دیگری از این تحقیق مقادیر پیش‌بینی مدول کششی از طریق روابط قانون اختلاط، چامیس و هالپین تسای محاسبه و سپس با نتایج تجربی مقایسه شد. همچنین آزمون کششی کامپوزیت مطابق با روند آزمایشات تجربی به کمک روش اجزای محدود شبیه‌سازی و با مدلسازی پارچه از نخ های تشکیل‌دهنده‌ی آن، تأثیر درگیری مکانیکی در فاز مشترک در نظر گرفته ‌شد. درنهایت تطابق بسیار خوبی میان نتایج به‌دست‌آمده از اجزاء محدود و نتایج تجربی مشاهده شد. کلمات کلیدی : فاز مشترک، آزمون میکرو مکانیکی، آزمون ماکرو مکانیکی، نانو ذرات، درگیری مکانیکی

ارتقاء امنیت وب با وف بومی