بررسی تجربی تاثیر افزودن نانوذرات سیلیکای اصلاح شده سطحی بر رفتار مکانیکی پنل‌های مشبک کامپوزیتی اپوکسی- الیاف شیشه تحت بارگذاری عرضی

سازه‌های مشبک کامپوزیتی به‌علت دارابودن خواص منحصر به‌فرد همانند استحکام و مدول ویژه بالا، ظرفیت تحمل بار بسیار بالا و همچنین میزان جذب انرژی فوق‌العاده، کاربردهای گسترده‌ای در صنایع صنایع هوا و فضا و همچنین خودروسازی پیدا کرده‌اند. این سازه‌ها در حین سرویس شرایط مختلف بارگذاری را تجربه می‌کنند. در تحقیق حاضر، پنل‌های مشبک کامپوزیتی با هندسه ایزوگرید و تقویت‌شده با نانوذرات سیلیکا تحت بارگذاری عرضی مطالعه شده‌اند. در گام اول، سطح نانوذرات سیلیکا به‌وسیله عامل کوپلینگ تری گلیسید اکسی پروپیل تری متوکسی سیلان (3-GPTS) اصلاح شد و در ادامه تاثیر افزودن درصدهای مختلف نانوسیلیکا در زمینه (صفر، 1، 3 و 5 درصد وزنی) بر رفتار خمش سه‌نقطه‌ای پنل‌های مشبک کامپوزیتی اپوکسی- الیاف شیشه نوع E مورد بررسی قرار گرفت. اصلاح سطحی نانوذرات سیلیکا و برهمکنش آن‌ها با عامل کوپلینگ 3-GPTS توسط طیف‌سنجی مادون قرمز تبدیل فوریه (FT-IR) مورد تأیید قرار گرفت. نتایج این تحقیق نشان داد که افزودن نانوذرات سیلیکای اصلاح سطحی‌شده رفتار خمش سه‌نقطه‌ای پنل‌های مشبک کامپوزیتی الیافی را تحت تأثیر قرار می‌دهد. بیشترین میزان بهبود در مقادیر بار حداکثر خمشی و جذب انرژی ویژه پنل‌ مشبک کامپوزیتی با افزودن 3 درصد وزنی نانوسیلیکای اصلاح سطحی شده به‌ترتیب با 14 درصد و 25 درصد افزایش مشاهده شد. همچنین در این کامپوزیت‌ها کسر قابل توجهی از جذب انرژی سازه بعد از نقطه حداکثر بار حاصل شد. علاوه بر این، سفتی سازه با افزودن نانوذرات سیلیکا افزایش یافت. در مجموع، تحقیق حاضر موید آن است که افزودن نانوذرات سیلیکای اصلاح سطحی‌شده به‌عنوان جزء سوم در سازه‌های مشبک کامپوزیتی می‌تواند به بهبود خواص مکانیکی آن‌ها تحت بارگذاری عرضی کمک شایانی کند.