Skip to main content
SUPERVISOR
Seyedmadi Hejazi,Mohammad Sheykhzadeh
سیدمهدی حجازی (استاد راهنما) محمد شیخ زاده (استاد راهنما)
 
STUDENT
Zahra Jamshidi
زهرا جمشیدی

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی نساجی
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1393

TITLE

Investigation of Tensile and Impact-Resistance of Glass-Polyester Composites under Thermal Shochs
Composite materials due to high mechanical resistance relative to their weight, as well as high strength and better chemical resistivity, have been increasingly replaced by metals and alloys. Effective performance of composite materials would be reveled at high temperature regions in aerospace applications. Moreover, they have lots of applications in construction of buildings and bridges. Temperature difference between day and night causes thermal stress within these structures and affects their mechanical properties. For this reason, a structure is required which can repel thermal stresses as possible as to maintain mechanical properties together with providing low production and execution costs. In this study, it has been addressed to investigate thermal shocks on glass-polyester composite used for aerospace application. In this project, three production variables and one laboratory factor were considered. The production variables were included as (1) reinforcement type which is kashida; TEXT-ALIGN: justify; TEXT-KASHIDA: 0%; MARGIN: 0in 0in 0pt; unicode-bidi: embed; DIRECTION: ltr" Keywords: Textile Composite, Thermal shock, Glass fiber, Polyester resin, Theory of Bicomponent fibers, textile and Impact resistance
مواد کامپوزیتی با توجه به استحکام مخصوص بالا و مقاومت شیمیایی بالاتر به طور روز افزون جایگزین فلزات و آلیاژها شده اند. عملکرد موفق از مواد کامپوزیتی برای مناطقی با درجه حرارت بالا در کاربردهای فضایی مشاهده می شود. در صنعت هوا و فضا، کیفیت و دوام مواد کاربردی ضروری است. این مواد، فرصتی را برای حفاظت حرارتی در هواپیما به واسطه ی استحکام بالا و مقاومت حرارتی زیاد، ایجاد کرده اند. علاوه بر این،کامپوزیت ها کاربردهای زیادی در ساخت ابنیه و پل ها دارند. اختلاف دمای شب و روز سبب ایجاد تنش حرارتی در این سازه ها شده و خواص مکانیکی آنها را تحت تاثیر قرار می دهد. به همین دلیل ساختاری که تا حد امکان تنش حرارتی را دفع کرده و سبب حفظ خواص مکانیکی سازه شود و علاوه بر آن هزینه های ساخت و اجرای بالایی نداشته باشد، مورد نیاز است. اساسا شوک حرارتی زمانی رخ می دهد که یک شیب حرارتی باعث انبساط حرارتی قسمت های مختلف یک جسم به میزان متفاوت شود. این دیفراسیل انبساطی می تواند سبب ایجاد یک تنش درون کامپوزیت شود. در بعضی موارد این تنش از استحکام نهایی جسم بیشتر است و باعث ایجاد یک ریز ترک در جسم مرکب شده که در نهایت ادامه آن سبب شکست کلی در جسم می شود. در این مطالعه به بررسی شوک حرارتی بر روی کامپوزیت شیشه-پلی استر با کاربرد FRP پرداخته شد. در این پروژه از سه متغیر تولید و یک متغیر آزمایشگاهی استفاده شد. متغیر های تولید شامل نوع تقویت کننده (الیاف کوتاه و پارچه تاری پودی)، نوع ذرات پر کننده (نانو ذرات سیلیس و پودر مس)، فرآیند تولید (روش دستی و روش قالب گیری از طریق تزریق رزین (RTM)) بود. متغیر آزمایشگاهی نیز زمان سیکل های حرارتی تعریف گردید. در ابتدا، نمونه های کامپوزیتی از جنس شیشه-پلی استر با درصد الیاف تقویت کننده ی مختلف و سایر متغیرهای مذکور تولید شده، در سیکل های حرارتی قرار گرفته و سپس تحت بارگذاری کششی و ضربه ای قرار گرفتند. خواص کششی وضربه پذیری کامپوزیت ها قبل و بعد از سیکل حرارتی اندازگیری شد. نتایج نشان داد در نمونه های کامپوزیتی تقویت شده با الیاف کوتاه شیشه، اثر انتهای آزاد الیاف وجود دارد که در افزایش لایه های مرزی بین لیف و ماتریس موثر است. همچنین، در روش RTM میزان تخلخل کاهش داشته است و علاوه براین به نظر می رسد اندازه ی خلل و فرج نیز کمتر شده است. به علاوه نتایج نشان داد که هر چه میزان تخلخل اولیه در کامپوزیت کمتر باشد، حساسیت آن در سیکل های حرارتی نیز کمتر است. کامپوزیت نیز با افزایش درصد وزنی تقویت کننده، حساسیت حرارتی (شوک حرارتی) کاهش می یابد. استفاده از نانو ذرات سیلیس و پودر مس نشان داد که حضور نانو ذرات حساسیت حرارتی و میزان تخلخل را کاهش می دهد. در واقع، نانو ذرات با پر کردن خل و فرج مانع از رشد ترک در اثر سیکل های حرارتی می شوند ولی در بحث انتقال تنش نقشی نداشته و افزایش مقاومت در برابر شکست مشاهده نشد. در نهایت مدل سازی بر مبنای تئوری الیاف دو جزئی (Theory of Bicomponent Fibers) انجام شد و میزان خمیدگی با توجه به تنش حرارتی ایجاد شده که ناشی از قرارگیری در سیکل های دمایی است، بررسی گردید. کلمات کلیدی : کامپوزیت، تنش حرارتی، الیاف شیشه، رزین پلی استر، تئوری الیاف دوجزئی

ارتقاء امنیت وب با وف بومی