تعیین تجربی و تئوری خواص مکانیکی کامپوزیت های ساخته شده به روش های تزریق در خلاء و لایه گذاری دستی

کامپوزیت¬های پایه پلیمری به علت ویژگی¬هایی همچون استحکام کششی و فشاری ویژه بالا، خستگی مناسب و مقاومت در برابر خوردگی جایگزین مناسبی برای مواد دیگر در صنایع مختلف شده¬اند. خواص ساختار کامپوزیت¬ها تابعی از اجزای تشکیل دهنده آن، توزیع آنها، واکنش و سطح تماس اجزا و غیره می¬باشد. به طور کلی کامپوزیت¬ها از دو جز زمینه و تقویت¬کننده تشکیل شده¬اند. زمینه وظیفه کنار هم نگه داشتن تقویت¬کننده با آرایش مشخص، محافظت از تقویت¬کننده در برابر شرایط محیطی و سایش تقویت-کننده ها بر یکدیگر و انتقال نیرو به تقویت¬کننده را بر عهده دارد. فرآیند¬های مختلفی به منظور ساخت این قطعات وجود دارد از جمله: تزریق رزین، لایه گذاری دستی، پالتروژن، پاشش و پیچش الیاف. در فرآیند تزریق رزین الیاف خشک در یک قالب، قبل از آغشته سازی با زمینه مایع ترموست، در قالب فشرده می¬شوند. این فرآیند شامل روش¬های مختلفی است که یکی از متداولترین آنها، روش تزریق در خلاء می¬باشد که از فشار خلاء به عنوان نیروی رانش برای رسیدن رزین ترموست مایع به داخل لایه¬های خشک الیاف استفاده می¬شود. این فرآیند به رزین با ویسکوزیته پایین جهت کامل شدن فرآیند تزریق و آغشته سازی کامل الیاف نیاز دارد؛ از این رو مدل¬سازی رئولوژیکی به درک بهتر اثر رزین بر فرآیند ساخت منجر می¬شود. در این پژوهش یک مدل رئولوژیکی جهت پیش بینی اثرات پخت رزین اپوکسی مصرفی در شرایط همدما ارائه شد که با نتایج تجربی تطابق بالایی داشت و هم چنین اثر تغییر فرآیند ساخت از روش لایه¬گذاری به روش تزریق در خلاء بر خواص مکانیکی برای دو نمونه تقویت¬کننده لیفی تک جهته و دو نوع چیدمان لایه¬ها از نظر تئوری و تجربی بررسی شد. نتایج نشان داد با تغییر روش ساخت از روش لایه گذاری دستی به تزریق در خلاء استحکام و مدول کششی به بیش از 40 %، استحکام و مدول برشی به بیش از 69 % و استحکام ضربه به بیش از 60 % افزایش یافت. هم چنین بهترین مدل¬های تئوری جهت پیش بینی خواص کششی و برشی نمونه¬های تزریق در خلاء مدل¬های کمیس و هالفین- تیسی و برای نمونه¬¬های لایه¬گذاری دستی مدل¬های مقاومت مصالح و مقاومت مصالح اصلاح شده می¬باشد.