بررسی تجربی پارامترهای تاثیرگذار بر رفتار لوله‌های کامپوزیتی شیشه/اپوکسی تحت بارگذاری ضربه‌ای محوری

لوله‌های کامپوزیتی در طول استقرار در محل یا کارکرد، ممکن است تحت بارهای ضربه‌ای قرار گیرند. با تعیین خواص ضربه‌ای لوله‌های کامپوزیتی و بهره‌گیری از آن‌ها در فرایند طراحی، صحت رفتار این سازه‌ها در شرایط بارگذاری ضربه‌ای تضمین می‌شود. در این پژوهش، رفتار لوله‌های کامپوزیتی شیشه/اپوکسی تحت بارگذاری دینامیکی محوری به صورت تجربی، بررسی شده است. همچنین تاثیر پارامترهایی نظیر چگالی الیاف، زاویه چیدمان الیاف، قطر داخلی لوله و انرژی ضربه بر میزان تخریب لوله‌ها نیز مورد مطالعه قرار گرفت. برای تهیه نمونه های کامپوزیتی از الیاف شیشه نوع e با دو چگالی متفاوت 200 gr/m^2 و 400 gr/m^2 استفاده شد. نمونه‌ها توسط یک فیکسچر، بر روی دستگاه سقوط وزنه دانشگاه تفرش قرار داده شدند و ضربه زن از ارتفاع 2 متری بر روی آن‌ها رها شد. نمودارهای نیروجابجایی برای هر آزمایش، استخراج و با یکدیگر مقایسه شدند. همچنین پارامتری به نام جذب انرژی ویژه، جهت مقایسه بهتر کارایی نمونه‌ها به عنوان انرژی ، برای نمونه‌های تمام آزمایش‌ها محاسبه شد. نتایج این پژوهش نشان داد که افزایش چگالی الیاف، تعداد لایه‌ها و قطر داخلی لوله، سبب افزایش انرژی جذب شده ویژه می‌شود. همچنین مشاهده شد که با افزایش انرژی ضربه دینامیکی محوری، خواص مکانیکی نمونه تغییر پیدا کرده و نمونه مستحکم‌تر خواهد شد.

Experimental study on the parameters affecting behavior of glass/epoxy composite tubes under axial impact loading

Composite tubes may be subjected to impact loads during placement or operation. By determining the impact properties of composite tubes and using them in the design process, the accuracy of the behavior of these structures in the loading condition is guaranteed. In this study, the behavior of glass/epoxy composite tubes under dynamic axial loading was experimentally investigated. Also, the effects of parameters such as fiber density, fiber alignment angle, internal diameter of the tube and impact energy on the amount of pipe damage were also studied. To prepare composite specimens, Etype glass fiber was used with two different densities of 200 gr/m^2 and 400 gr/m^2 . The specimens were placed on a drop weight machine of Tafresh University by a fixture, and the Impactor was released from the height of 2 meters. The force displacement diagrams for each test were extracted and compared with each other. Also, a parameter called specific energy absorption was calculated for all samples in order to compare the efficiency of the samples as energy absorber. The results of this study showed that increasing the fiber density, number of layers and diameter of the tube increases the specific energy absorption. It was also observed that with the increase of the axial dynamic impact energy, the mechanical properties of the specimen will be changed and the specimen will be firmly established.