مطالعه تجربی- عددی خمش‌پذیری درکامپوزیت فلز- الیاف شیشه به منظور کاهش عیوب ناشی از فرآیند

Abstract

امروزه کامپوزیت‌های لایه‌ای فلز- الیاف به دلیل دارا بودن خواص مکانیکی خوب و وزن کم بسیار مورد توجه طراحان، به ویژه صنایع هوافضا قرار گرفته اند. مواد (Fiber Metal Laminate)FML خواص بهتری نسبت به هر دو آلیاژ آلومینیوم و مواد کامپوزیتی از خود نشان می‌دهند. در این پژوهش، خواص خمشی این کامپوزیتها مورد بررسی عددی- تجربی قرار گرفته است. از آنجایی که این چندلایه‌ها دارای قابلیت فرم‌دهی محدود می‌باشند و تغییرشکل الیاف الاستیک کامل است، در آنها برگشت‌ فنری ایجاد می‌گردد که نوعی عیب محسوب می‌شود. در بخش بررسی تجربی جاری 6 مدل نمونه با زاویه‌ی الیاف و ضخامت متفاوت از هم ساخته می‌شود تا مورد آزمایش خمشی قرار گیرد. به علاوه، آزمایش خمش انجام شده به روش طراحی آزمایش تاگوچی بهینه می‌ گردد تا نتایج بدست آمده مستقل از پارامترهای قالب و پرس باشد. تأثیر پارامترهای طراحی و ساخت مانند شعاع قالب، سرعت پانچ و فشار وارد بر ورق نیز برروی برگشت فنری کامپوزیت فلزی - الیافی ساخته شده به روش لایه گذاری دستی بررسی می شود. نتایج آزمایشها نشان می دهند که اگر الیاف موازی با محور خمش باشند و ضخامت لایه‌ی خارجی افزایش یابد کمترین شعاع خمش و زاویه‌ی برگشت‌فنری ایجاد می‌گردد. نتایج تجربی این پژوهش با داده‌های عددی بدست آمده از روش المان محدود نیز مقایسه گردیده است.