بررسی تجربی نفوذ شبه استاتیکی نفوذ کننده با هندسه‌های مختلف، درون چندلایه کامپوزیتی شیشه اپوکسی

در این تحقیق، تاثیر هندسه نفوذ کننده بر فرآیند نفوذ شبه استاتیکی در کامپوزیت لایه‌ای شیشه/ اپوکسی با الیاف بافته شده، به شکل تجربی، مورد مطالعه قرار می‌گیرد. آزمایش‌های نفوذ با نرخ بارگذاری پایین، توسط نفوذ کننده‌های استوانه‌ای با شش هندسه دماغه تخت، نیم‌کروی، مخروطی با زاویه دماغه‌های 37 و 90 درجه و اجیوال با شعاع کالیبر 5/1 و 5/2، انجام شده و رفتار چندلایه کامپوزیتی، از جمله میزان جذب انرژی، نیروی تماسی، مکانیزم‌های گسیختگی و نیروی اصطکاک، برای نفوذ کننده‌های مختلف مورد بررسی و مقایسه قرار گرفت. ماده مرکب با 18 لایه الیاف شیشه بافته شده با کسر حجمی الیاف 45 درصد و به روش لایه چینی دستی تولید شده است. بررسی نتایج نشان می‌دهند که منحنی نیرو- جابجایی نفوذ کننده، در حالت کلی، از پنج ناحیه تشکیل می‌شود که وابسته به شکل هندسی دماغه نفوذ کننده، در برخی از نفوذ کننده‌ها تعدادی از این نواحی دیده نمی‌شوند و یا طویل‌تر یا کوتاه‌تر می‌گردند. بیشترین نیروی تماسی را نفوذ کننده‌های کند ارایه می‌کنند. نفوذ کننده اجیوال با شعاع کالیبر 5/2 به نیروی کمتری برای نفوذ کامل به درون کامپوزیت نیازمند است و از این جهت بهترین عملکرد را نشان می‌دهد. مقایسه انرژی جذب شده نشان می‌دهد که در یک جابجایی (عمق نفوذ) یکسان، هدف کامپوزیتی انرژی بیشتری از نفوذ کننده‌های کندتر جذب می‌کند. نفوذ کننده مخروطی ?37 بیشترین انرژی را برای نفوذ کامل نیاز دارد که مقدار آن 6/2 برابر انرژی مورد نیاز نفوذ کننده تخت است. طول دماغه بیشتر، افزایش جابجایی تا نفوذ کامل را به همراه دارد.