پیش بینی استحکام باقی مانده صفحات کربن / اپوکسی تحت ضربه کم سرعت

در این پژوهش استحکام باقی مانده صفحات کامپوزیتی از جنس کربن / اپوکسی در برابر ضربه کم سرعت و تحت تاثیر چرخه حرارتی با استفاده از روش تجربی بررسی شده است. صفحات کامپوزیتی با لایه چینی [02.45/902.45]s و ضخامت حدود 2.9 میلیمتر در سه سطح انرژی 10، 15 و 20 ژول و تحت 200 چرخه حرارتی در بازه دمایی 30 تا 65 درجه سانتیگراد تحت ضربه کم سرعت و آزمون استحکام فشاری قرار گرفته اند. در انجام آزمون های ضربه از دستگاه آزمون وزنه افتان استفاده شده است. برای بررسی رفتار کامپوزیت های آسیب دیده، منحنی های نیروزمان، نیروجابجایی و انرژی -زمان مورد تحلیل و بررسی قرار گرفته اند. ارزیابی اثر چرخه حرارتی و آسیب های بوجود آمده در سطوح مختلف انرژی ضربه، با انجام تحلیل های رادیوگرافی و میکروسکوپ نوری تکمیل شده است. نتایج نشان دادند اعمال 200 چرخه حرارتی در بازه دمایی 30 تا 65 درجه سانتیگراد باعث ایجاد ترک های ریز در ماتریس شده و جذب انرژی در نمونه ها کاهش یافته است. بیشترین افت استحکام فشاری به میزان 31.12 درصد و مربوط به انرژی ضربه 20‌ ژول است. چرخه حرارتی در سطوح مختلف انرژی ضربه 10، 15 و 20 ژول با تکمیل فرآیند پخت کامپوزیت ها باعث افزایش سفتی و استحکام باقی مانده فشاری نمونه های کامپوزیتی شده است. نهایتا پارمترهای مادی مدل نیمه تجربی کاپرینو، برای تخمین استحکام باقی مانده فشاری نمونه های کامپوزیتی تحت چرخه حرارتی و ضربه کم سرعت استخراج شده است.

Residual Strength prediction of the Carbon/Epoxy plates under Low-Velocity Impact

In this study, the residual strength of the carbon/epoxy composite plates exposed to the thermal cycles and subjected to lowvelocity impact was evaluated using an experimental procedure. Composite plates with a layup of [45/02/45/902]s and thickness of 2.9 mm under three impact energy levels of 10J, 15J, and 20J and exposed to 200 thermal cycles in the range of 30 to 65 ° C went under lowvelocity impact and compression after impact tests. In performing impact tests, a drop weight test device was used to investigate the behavior of damaged composites, forcetime, forcedisplacement, and energytime curves at all test temperatures were analyzed. Finally, the effect of temperature and associated damages at different levels of impact was evaluated using radiographic analysis and optical microscopy. Applying 200 thermal cycles in the temperature range of 30 to 65 ° C caused small cracks in the matrix and reduced the energy absorption of the samples. The highest drop in compressive strength is related to the highest impact energy, 20 J, which has a 31.12% decrease in strength. The thermal cycle at different impact energy levels of 10J, 15J, and 20J has led to an increase in the stiffness and compressive strength of the composite specimens. Finally, material parameters of the semiempirical Caprino model to estimate the residual compressive strength of the carbon/epoxy plates under lowvelocity impact and thermal cycles are obtained.