بررسی تجربی ضربه شارپی در جذب انرژی سازه های ساندویچی هیبریدی و غیرهیبریدی تقویت شده با نانوالیاف‌کربن

در این مقاله هدف شناسایی مکانیزم‌های آسیب و میزان جذب انرژی کامپوزیت‌های ساندویچی تحت آزمون ضربه شارپی است. نمونه‌ها از هسته‌ی فوم pvc و مجموعه‌ای از دو پوسته‌غیرهیبریدی متشکل از اینگرا و کربن و یک پوسته هیبریدی اینگرا/کربن ساخته شده‌اند. تمامی پوسته‌های کامپوزیتی متشکل از 4 لایه هستند که با رزین اپوکسی اصلاح شده توسط نانوالیاف‌کربن تقویت شده‌اند و در بالا و پایین فوم pvc قرار گرفته اند. نانوالیاف‌کربن با نسبت‌های وزنی از 0 تا 0.5 درصد وزنی به رزین اپوکسی اضافه شدند. نمونه‌ها بر اساس استاندارد astm d256 تهیه شدند و تحت بارگذاری قرار گرفتند. پس از آزمون ضربه شارپی، از نمونه‌ها برای ارزیابی سطح مکانیزم‌های آسیب به وجود آمده عکس‌برداری شد. نتایج نشان داد که نمونه های تقویت شده با نانوالیاف‌کربن جذب انرژی بالاتری نسبت به نمونه های بدون نانوالیاف‌کربن دارند. در این میان، افزایش جذب انرژی در کامپوزیت‌های ساندویچی اینگرا با افزودن درصد نانوالیاف‌کربن نسبت به دیگر نمونه‌ها قابل ملاحظه است. به طوریکه نمونه‌ی اینگرا با 0.5 درصد نانوالیاف‌کربن بالاترین جذب انرژی را دارد. این قضیه لزوما برای نمونه‌های دیگر صادق نبود و تغییر درصد نانوالیاف کربن نتیجه قابل توجهی بر نمونه‌های کربنی و هیبریدی نداشت. در مقایسه‌ی آسیب‌های خرابی مشاهده شده، جدایش بین‌لایه‌ای، برای نمونه هیبریدی شدیدتر بود و این نشان از این دارد که الیاف اینگرا و کربن ترکیب مناسبی برای بارگذاری ضربه نمی‌باشد.

experimental investigation of charpy impact in energy absorption of hybrid and non-hybrid sandwich structures reinforced with carbon nanofiber

this paper aims to identify damage mechanism and the amount of energy absorption of sandwich composites under the charpy impact test. each of the samples are made of a core with pvc foam and faces with different materials consisting of innegra, carbon, and hybrid innegra/carbon. all the faces comprises of 4 layers reinforced with modified epoxy resin by carbon nanofiber (cnf) which are located on the top and the bottom of the core. cnfs are added to the epoxy resin with a weight ratio varying from 0 to 0.5 percent. the samples were prepared based on astm d256 standards and then loaded. after the charpy impact test, the samples were photographed to evaluate the induced damage severity. the results showed all samples reinforced with cnf have higher energy absorption than the virgin ones. the increase in energy absorption of cnf added innegra sandwich composites is significant in comparison to the other samples where the innegra sandwich composite with 0.5 percent cnf shows the highest energy absorption. this was not same for the other samples and cnf adding didn’t affect energy absorption considerably. comparing the induced damage mechanism showed that delamination was intensive for the hybrid samples, showing that innegra and carbon are not an appropriate combination to stand impact loading