استحکام خزشی کامپوزیت های هیبریدی مورد استفاده در هادی‌های خطوط انتقال برق

در این مقاله، استحکام خزشی کامپوزیت هیبریدی مورد استفاده در نسل جدید هادی‌های پرظرفیت خطوط انتقال برق در دماهای عملکردی پیش‌بینی شده است. میله‌های کامپوزیت هیبریدی مورد استفاده در مغزی این هادی‌ها به صورت تک‌جهتی و متشکل از هسته کربناپوکسی و پوسته شیشهاپوکسی به روش پالتروژن ساخته شده‌اند. جهت تعیین مقادیر مدول ذخیره و مدول اتلاف بر حسب دما، آنالیز دینامیکیمکانیکی بر روی نمونه‌های برش داده شده از هسته کربناپوکسی در فرکانس‌های مختلف صورت گرفته است. همچنین آزمون خمش سه نقطه‌ای متناسب با دمای کارکرد هادی‌ها، در چند دمای مختلف با نرخ بارگذاری ثابت بر روی نمونه‌های میله‌ای کامپوزیت هیبریدی انجام شده است. با استفاده از اصل برهمنهی دمازمان و استفاده از نتایج آنالیز دینامیکی-مکانیکی، نمودار مادر مدول ذخیره در دمای مرجع دلخواه ایجاد شده است. با استفاده از عامل انتقال دمازمان بدست آمده از نمودار مادر مدول ذخیره و نیز استحکام‌های خمشی کامپوزیت هیبریدی در دماهای مختلف، نمودار مادر استحکام خمشی با نرخ کرنش ثابت ساخته شده است. سپس با استفاده از روش‌های موجود، نمودار مادر استحکام خزشی در دمای کاری دلخواه رسم شده است که می‌تواند جهت ارزیابی دوام هادی‌های مذکور در صنعت انتقال برق مورد استفاده قرار گیرد. پیش‌بینی عمر خزشی در شرایط بارگذاری حدی نشان می‌دهد که این هادی‌ها رفتار خزشی خوبی در شرایط عملکردی در مدت طولانی دارند.

Creep strength of hybrid composites used in power transmission line conductors

In this paper, the creep strength of hybrid composites used in the new generation of power transmission line conductors is predicted. The hybrid composite rods consist of carbon fiber/epoxy composite core surrounded by a glass fiber/epoxy composite shell. The hybrid rods were fabricated by using the pultrusion process. Dynamic mechanical analysis was carried out at various frequencies on specimens cut from the carbon/epoxy fiber composite core. In addition, the hybrid composite rods were subjected to threepoint bending experiments at constant loading rate and different temperatures. The master curve of the storage modulus corresponding to carbon/epoxy composite core was derived at the desired reference temperature based on the timetemperature superposition principle. Consequently, the master curve of the constant strain rate flexural strength was constructed using the timetemperature shift factors and the monotonic flexural strengths of hybrid composites at different temperatures. Based on these data, the creep strength master curve was developed at the operating temperature. The prediction of creep life based on the constructed master curve shows a proper response of these conductors at service condition.