مطالعه تجربی شکست مود اول تیر کامپوزیتی شیشه/اپوکسی حاوی نانو لوله های کربن با کمک روش امپدانس الکترومکانیکی

به منظور تقویت استحکام کامپوزیتهای پایه پلیمری تا چندین برابر استحکام پایه از پودرهای نانو نظیر پودرهای کربن و نانولوله های کربن استفاده میشود. شکست و تخریب کامپوزیتهای پایه پلیمری حاوی الیاف، شامل ترکیب مکانیزمهای مختلف از قبیل شکست ماتریس، شکست الیاف، جدایش لایه ای و جدایش الیاف از ماتریس میباشد. دراین مقاله بررسی تجربی مکانیزمهای شکست مود اول در تیر کامپوزیتی شیشه/اپوکسی حاوی نانو لوله های کربن با کمک اندازه گیری امپدانس الکترومکانیکی سازه ارائه میگردد. بدین منظور پس از ساخت نمونه های تیر و نصب سنسور پیزوالکتریک بر روی آنها، درحین فرآیند کشش و باز شدگی ترک در مود اول شکست تیر، طیفهای امپدانس تیر در بازه 15-35 کیلوهرتز اندازه گیری شده و با طیف مرجع تیر سالم مقایسه میگردد. بررسی همزمان تصاویر چشمی نمونه در حین رشد ترک، نمودار نیرو-جابجایی آزمون بازشدگی ترک و اندیسهای خرابی مستخرج از آزمون امپدانس، تطابق اتفاق افتادن مکانیزم های شکست را در هر سه روش ظاهر می سازد. بررسی نتایج نشان از حساسیت بالای روش امپدانس در مراحل مختلف رشد ترک میباشد. از اینرو میتوان از آزمون امپدانس الکترومکانیکی به عنوان ابزاری جهت تشخیص شروع و اشاعه ترک این نوع از تیرهای کامپوزیتی استفاده نمود.

کلیدواژه ها:

تیر کامپوزیتی ، مکانیزم شکست ، رشد ترک ، امپدانس الکترومکانیکی ، نانو لوله کربنی