بررسی مدول برشی و رفتار پیچشی کامپوزیت تقویت‌شده با منسوج بی‌بافت متعامد سه بعدی به روش آزمایشگاهی و عددی

در تحقیق حاضر مدول برشی کامپوزیت تقویت‌شده با پارچه‌ بی‌بافت متعامد سه‌بعدی و رفتار پیچشی آن با استفاده از آزمون پیچش و مدل اجزای محدود بررسی شده است. پارچه‌ تولیدی در دو نوع تقویت‌کننده با کسر حجمی بالای الیاف hvf و کسر حجمی پایین الیاف lvf بوده و همچنین از دو نوع رزین اپوکسی و پلی استر جهت تولید کامپوزیت ها استفاده شد. نمونه های کامپوزیتی با استفاده از روش پمپ خلا تولید شده و سپس آزمون پیچش صورت گرفت. مدول برشی حاصل از مدل سازی دارای خطایی کمتر از 10 درصد نسبت به مدول برشی کامپوزیت ساخته شده از آزمایش است. در ساختارهای کامپوزیتی lvf، در صورت استفاده از ماتریس اپوکسی، مدول برشی و استحکام پیچشی به ترتیب به میزان 7% و 11% افزایش می یابد. استحکام پیچشی کسر حجمی بالا برای ماتریس پلی‌استر kpa 34‌/47 اما برای نمونه با ماتریس اپوکسی مقاومت پیچشی kpa 26/81 تعیین شد.

evaluation of shear modulus and torsional behavior of three dimensional orthogonal nonwoven composite-reinforced composite by laboratory and numerical methods

torsional behavior and shear modulus of three-dimensional orthogonal non-woven textile reinforced composite was assessed experimentally and numerically. three-dimensional orthogonal non-woven textile was produced with two different densities of high fiber volume fraction (hvf) and low fiber volume fraction (lvf). orthogonal textiles were impregnated with epoxy and unsaturated polyester matrices using resin infusion technique. then, torsional tests were performed on samples with proper dimensions. predicted shear modulus by the developed finite element model showed low error (less than 10%) in comparison to experimental data. in the case of lvf, using epoxy matrix results in improving shear modulus and torsional strength about 7% and 11%, respectively. finite element model was developed through constructing the representative volume element of composite samples in abaqus environment. appropriate properties were assigned to impregnated yarns and matrix, and periodic boundary conditions were applied. predicted torsional behavior by the developed finite element model showed good agreement with the experimental data. the torsional strength of the high volume fraction for the polyester matrix was 47.34 kpa, while for the sample with the epoxy matrix the torsional strength was 81.26 kpa.