بهبود کیفیت ماشین‌کاری کامپوزیت‌های زمینه‌پلیمری تقویت‌شده با ذرات نانولوله کربنی تحت شرایط خستگی حرارتی

پدیده خستگی حرارتی همواره یکی از مباحث مورد توجه محققین در رشته‌های مختلف مهندسی بوده است. اهمیت این پدیده در کاربردهای وسیع آن در صنایع هوافضا و تاثیرات قابل توجه آن بر خواص مواد کامپوزیتی است. در این پژوهش، به بررسی تاثیر خستگی حرارتی بر کیفیت ماشین‌کاری کامپوزیت‌های زمینه‌پلیمری تقویت‌شده با ذرات نانولوله کربنی پرداخته می‌شود. بدین منظور، ابتدا نمونه‌های کامپوزیتی 8 لایه با چیدمان‌های متقارن و نامتقارن ساخته ‌شده و در معرض چرخه حرارتی قرار داده می‌شوند. سپس، نمونه‌ها تحت دو نوع فرآیند ماشین‌کاری شامل ماشین‌کاری معمولی و ماشین‌کاری به کمک ارتعاشات اولتراسونیک قرار گرفته و تاثیرات خستگی حرارتی به‌صورت تجربی مطالعه می‌شود. همچنین، تاثیرات پارامترهای متفاوتی از جمله افزودن ذرات نانولوله کربنی چندجداره، فرآیند ماشین‌کاری و نحوه لایه‌گذاری، بر کیفیت ماشین‌کاری مواد کامپوزیتی تحت خستگی حرارتی مورد مطالعه قرار گرفته است تا کمترین میزان لایه‌لایه‌شدگی به‌دست آید. نتایج نشان داد که افزودن ذرات نانولوله کربنی چندجداره منجر به بهبود کیفیت ماشین‌کاری تا 13% می‌شود. همچنین مشخص شد که به‌کارگیری روش سوراخ‌کاری اولتراسونیک می‌تواند میزان لایه‌لایه‌شدگی را تا 10% کاهش دهد.

Enhancement of Machining Quality in Polymeric CNT-Reinforced Composites Subjected to Thermal Fatigue

Thermal fatigue is one of the most important issues in different engineering fields. The importance of this phenomenon is its application in aerospace industries and considerable effects on the material properties. In this research, the effect of thermal fatigue on the machining quality of polymeric CNTreinforced composites is studied. To follow this aim, initially the composite specimens with eight layers in symmetrical and unsymmetrical layups are fabricated and subjected to thermal cycling. Then, two different machining processes including conventional drilling and ultrasonic vibration assisted drilling are carried out and the thermal fatigue effects are experimentally studied. Additionally, the effects of various parameters including ldquo;addition of multi wall carbon nanotube rdquo;, ldquo;machining process rdquo; and ldquo;layup method rdquo; on machining quality of composites under thermal fatigue condition is investigated in order to obtain the least delamination. The results indicated that addition of multiwalled carbon nanotubes enhances the machining quality up to 13%. It was also revealed that the implement of ultrasonic assisted drilling could reduce the delamination damage up to 10%.