افزایش چقرمگی شکست بین لایه‌ای مود ii در کامپوزیت‌های شیشه/اپوکسی با میان‌لایه‌‌ی پرینت شده از پلی وینیل الکل

کامپوزیت‌ها به دلیل خواص خارج از صفحه‌‌‌ای ضعیف و عدم چسبندگی مناسب در فصل مشترک لایه‌ها، همواره مستعد بروز آسیب‌هایی همچون تورق می‌باشند. با این‌حال استفاده از روش میان‌لایه گذاری یکی از راه‌کارهای بهینه در جهت بهبود مقاومت در برابر تورق در این مواد می‌باشد. اما تا کنون روش‌های سنتز لایه‌های میانی، روش‌هایی محدود و گا‌هاً بسیار پر هزینه بوده‌اند. لذا در مطالعه‌ی حاضر به بررسی تاثیر میان‌لایه‌هایی نو و پرینت سه بعدی شده از پلی وینیل الکل، بر روی چقرمگی شکست بین لایه‌ای مود ii در کامپوزیت‌های شیشه/اپوکسی، پرداخته شده است. لازم به ذکر است که ساختار هندسی میان‌لایه‌ها از شکل‌های سلولی مربعی تشکیل شده است که امکان برابری کسر حجمی فیلامنت به رزین را در لایه‌ی میانی، فراهم می‌سازد. بدین منظور نمونه‌های خمشی با شیار انتهایی آماده شده و بررسی چقرمگی شکست مود ii، مطابق با روش تیر مبتنی بر نرمی (cbbm) صورت گرفت. تحلیل نمودار مقاومت در برابر رشد ترک نمونه‌ها نشان داد که استفاده از لایه‌ی میانی مورد نظر موجب رشد 73 درصدی در چقرمگی شکست بین لایه‌ای مود ii می‌گردد. همچنین رفتار مقاومت در برابر رشد ترک در کامپوزیت‌های تقویت شده با لایه‌ی میانی پرینت سه بعدی شده، همواره روندی افزایشی و صعودی را به دنبال داشت. تحلیل سطح شکست نمونه‌های تقویت شده، نشان از تاثیر موثر شکل‌های سلولی مربعی در ایجاد قله‌های برشی، افزایش اصطکاک سطحی در فصل مشترک لایه‌ها، قفل شدگی جبهه ترک، تغییر مسیر رشد ترک و در نتیجه افزایش مقاومت در برابر رشد ترک را دارد.

enhancing mode ii interlaminar fracture toughness in glass/epoxy composites using 3d-printed polyvinyl alcohol interlayer

laminated composite materials are susceptible to damage، such as delamination، due to poor out-of-plane properties and inadequate adhesion at the layer interface. using the interlayering method is an effective way to enhance resistance against delamination in these materials. however، interlayer synthesis methods have been limited and sometimes very expensive. therefore، this study investigates the impact of novel 3d-printed polyvinyl alcohol (pva) interlayers on the mode ii interlaminar fracture toughness in glass/epoxy laminated composites. notably، the interlayers feature a geometrical structure consisting of square cell shapes، allowing the filament to have an equal volume percentage to the resin in the interlayer. to achieve this، end-notch flexure specimens (enf) were prepared، and the mode ii interlaminar fracture toughness was calculated using the compliance-based beam method (cbbm). the specimens' crack growth resistance curve (r-curve) analysis revealed that using the desired 3d-printed interlayer increases the mode ii interlaminar fracture toughness by 73%. furthermore، the behavior of crack growth resistance in laminated composites reinforced with 3d-printed interlayer shows an increasing trend. the mode ii fracture surface analysis of reinforced specimens demonstrates the influence of square cell shapes in creating shear hackles، increasing surface friction at the interface of laminated composite layers، crack pinning mechanism، and changing the direction of crack growth، ultimately leading to increased resistance to crack growth.