بررسی تجربی اثر افزودن نانولوله‌های کربنی درون مادّه‌ی زمینه، بر رفتار کمانشی ورق‌های کامپوزیتی الیاف شیشه/ اپوکسی

Abstract

در این پژوهش، اثر افزودن نانولوله‌های کربنی به‌عنوان تقویت‌کننده به مادّه‌ی زمینه‌ی پلیمری و دارای الیاف شیشه بر بار بحرانی کمانش ورق‌های کامپوزیتی تحت بارگذاری فشاری، به روش تجربی بررسی شده است. ورق‌های کامپوزیتی، مستطیل شکل از جنس الیاف شیشه/ اپوکسی و تقویت‌شده با 25/0، 5/0، و 0/1 درصد وزنی نانولوله‌ی کربنی به روش لایه‌گذاری دستی ساخته شده‌اند. این ورق‌ها در شرایط دوسر گیردار به یک دستگاه یونیورسال هیدرولیک اینسترون بسته شد و بار به‌صورت فشاری درون‌صفحه‌ای و تک‌محوری در راستای طولی به آنها اعمال شد. نتایج نشان داد که افزودن 5/0درصد وزنی نانولوله‌ی کربنی به رزین اپوکسی، بیشترین تأثیر را بر بار بحرانی کمانش این ورق‌ها دارد، به‌گونه‌ای که ورق‌های حاوی این مقدار نانولوله‌ی کربنی، بیشتر از دو برابر بار فشاری را نسبت به ورق مشابه بدون نانولوله‌ی کربنی تا رسیدن به آستانه‌ی کمانش، می‌توانند تحمّل کنند. با افزایش درصد وزنی نانولوله به یک درصد، به دلیل کلوخه‌ای شدن نانولوله‌ی ‌کربنی درون رزین اپوکسی و کاهش کیفیت پراکندگی نانولوله‌ها، بیشینه نیروی قابل تحمّل سازه، کاهش می‌یابد. برای راستی‌آزمایی نتایج آزمایش، تحلیل کمانش ورق‌های کامپوزیتی الیاف شیشه/ اپوکسی در نرم‌افزار اجزای محدود آباکوس انجام شد و بار بحرانی کمانش حاصل از نرم‌افزار با نتایج تجربی مقایسه شد و تطابق خوبی به‌دست آمد.