بررسی جذب انرژی کامپوزیت گرمانرم pa/gf6 تولید شده به روش پرس گرم تحت آزمون ضربه سرعت پایین

ورق‌های کامپوزیتی گرمانرم به دلیل استحکام به وزن و ظرفیت جذب انرژی بالا، توجه روزافزونی را در صنایع مختلف به خود جلب کرده‌اند. در پژوهش پیش رو، رفتار ورق کامپوزیتی با زمینه گرمانرم پلی آمید6 و الیاف ممتد شیشه (pa6/gf) تحت آزمون نفوذ شبه استاتیک و سقوط وزنه بررسی شده است. از آنجایی که زمینه پلی آمید نسبت به اثرات نرخ کرنش حساسیت قابل توجهی دارد، خواص مکانیکی مورد نیاز در نرخ کرنش‌های مختلف توسط آزمون هاپکینسون استخراج شد. بر اساس این آزمایش، استحکام کامپوزیت مورد مطالعه در نرخ کرنش مشابه آزمون سقوط وزنه نسبت به نفوذ شبه استاتیک، 47 درصد رشد داشته است. در اثر برخورد پرتابه، مودهای خرابی شکستگی الیاف، جدایش الیاف از زمینه، ترک عمودی و افقی نسبت به جهت الیاف مشاهده شده است. همچنین شبیه سازی عددی با نرم افزار ls-dyna انجام و اثرات نرخ کرنش استخراج شده از آزمون هاپکینسون در شبیه سازی عددی اعمال شد که دقت شبیه سازی را در محاسبه بیشینه نیرو به 9/6 درصد رساند. بر اساس نتایج شبیه سازی عددی، در ضخامت‌های کمتر از2/5 میلی‌متر مقادیر جذب انرژی به وزن ورق کامپوزیتی ثابت است؛ همچنین بیشینه جذب انرژی در کامپوزیت 4 لایه، مربوط به لایه چینی [02/902] با جذب 18 ژول انرژی بوده است.

investigating on the energy absorption of pa/gf6 thermoplastic composite produced by hot pressing method under low-velocity impact test

thermoplastic composite sheets have attracted increasing attention in various industries due to their high specific strength and energy absorption capacity. in the upcoming research, the behavior of composite sheets with polyamide6 thermoplastic matrix and continuous glass fibers (pa6/gf) has been investigated under quasi-static penetration and drop weight test. since the polyamide matrix is significantly sensitive to the effects of strain rate, the required mechanical properties at different strain rates were extracted by the hopkinson test. based on this test, the strength of the studied composite has grown by 47% at the same strain rate as the drop weight compared to the quasi-static penetration test. as a result of the impact, failure modes such as fiber breakage, separation of fibers from the matrix, vertical and horizontal cracks concerning to the direction of the fibers have been observed. also, numerical simulation was performed with ls-dyna software and the effects of strain rate extracted from hopkinson’s test were applied in numerical simulation, which brought the accuracy of the simulation to 9.6% in calculating the maximum force. based on the results of numerical simulation, in thicknesses less than 2.5mm, the sae of the composite sheet is constant; also, the maximum energy absorption in 4-layer composites were related to the laminate [902/02] with 18j of energy absorption.