تعیین مدول الاستیسیته ماده مرکب الیاف طبیعی-ترموپلاستیک به روش بارگذاری-حذف بار

به منظور استفاده از نرم افزارهای طراحی برای استفاده از مواد مرکب الیاف طبیعی- ترموپلاستیک ها در مصارف ساختمانی، تعیین دقیق پارامترهای الاستیک این مواد از اهمیت بالایی برخوردار است. با توجه به ماهیت ویسکوالاستیک این مواد مرکب و غیرخطی بودن منحنی های تنش-کرنش حتی در سطوح بار کم، تعیین پارامترهای الاستیک این مواد با آزمونهای رایج استاتیک امری دشوار است. در تحقیق حاضر از روش آزمون بارگذاری-حذف بار برای تعیین مدول الاستیسته ماده مرکب الیاف طبیعی- پلیپروپیلن ساخته شده به روش اکستروژن استفاده گردید و نتایج با مدول تانژانت حاصل از آزمون فشاری استاتیک مورد مقایسه قرار گرفت. همچنین مدول دینامیک نیز از آزمون فراصوت به دست آمد و یک رابطه رگرسیونی بین مدول دینامیک و مدول استاتیک پیشنهاد گردید. نتایج نشان داد که این ماده مرکب از ماهیت ارتوتروپیک برخوردار است و مدول دینامیک حاصل از آزمون فراصوت از مقدار بیشتری در مقایسه با دو مدول دیگر برخوردار است. همچنین با افزایش مدول حاصل از آزمون حذف بار، درصد اختلاف بین مدول حذف بار و مدول دینامیک (از 70 درصد به 53 درصد) کاهش یافت. نتایج همچنین نشان داد که استفاده از روش رایج تعیین مدول (مدول تانژانت در 10 تا 40 درصد تنش نهایی) برای این ماده، سبب می شود مقدار مدول بسیار کمتر از مقدار واقعی (74-48 درصد) برآورد گردد.

Determination of elastic modulus of a natural fiber- thermoplastic composite

In the present study, three methods of compressive loading test, loadingunloading test and ultrasonic test were used to determine the elastic modulus of a natural fiberthermoplastic composite. Results showed that the composite had orthotropic nature and the dynamic modulus from ultrasonic test showed higher values compared to the two others. Also with increasing modulus resulted from unloading test, the difference between dynamic and unloading modulus decreased linearly. Results also showed that using prevalent method of modulus determination for this material (i.e. tangent modulus at 1040% of ultimate stress) leads to the elastic modulus estimated much lower than the real value.