بررسی ارتعاشاتی صفحات کامپوزیتی چندلایه تقویت شده با نانو لوله‌های کربنی

Abstract

در این مقاله، اثر نانو لوله‌های کربنی بر خواص ارتعاشاتی صفحات کامپوزیتی چندلایه به صورت تئوری و تجربی مورد بررسی قرار گرفته است. جنس صفحات از کامپوزیت شیشه/اپوکسی می‌باشد که نانو لوله‌های کربنی چند جداره و تک جداره با درصدهای جرمی مختلف به آنها افزوده شده‌اند. در ابتدا نانو لوله‌های کربنی با فرآیند اولتراسونیک درون رزین اپوکسی توزیع شده و سپس صفحات کامپوزیتی با روش‌های لایه‌چینی دستی و کیسه خلا در قالبی که به همین منظور تهیه شده، ساخته شدند. خواص مکانیکی کامپوزیت الیافی تقویت شده با نانو لوله‌های کربنی با استفاده از معادلات هالپین-تسای اصلاح شده، محاسبه گردیده است. سپس صفحه کامپوزیتی در نرم افزار آباکوس مدل شده و تحلیل فرکانسی انجام شده است. همچنین خواص ارتعاشاتی سازه مورد نظر با استفاده از آنالیز مودال تجربی و در شرایط مرزی گیردار بدست آمده است. نتایج تجربی نشان دهنده 210% افزایش در میرایی برای نمونه دارای 5/0% وزنی نانو لوله تک‌جداره (در مقایسه با صفحات کامپوزیتی شیشه/اپوکسی خالص) می‌باشد. همچنین مطابقت خوبی بین فرکانس‌های طبیعی بدست آمده از تحلیل‌های المان محدود و تست‌های تجربی مشاهده می‌گردد.