بررسی رفتار خستگی کامپوزیت‏ زمینه پلیمری تقویت شده با الیاف شیشه ساخته شده به دو روش لایه‏ گذاری دستی و تزریق رزین به کمک خلأ (vip)

در این پژوهش، کامپوزیت های زمینه پلیمری (رزین اپوکسی) تقویت شده توسط پارچه بافته شده از الیاف شیشه ای e-glass با جهت گیری های متفاوت (°0، °90 و °45±)) به دو روش لایه گذاری دستی و تزریق رزین به کمک خلأ (vip) ساخته شدند و رفتار خستگی آن ها مورد بررسی قرار گرفت. با توجه به نتایج حاصل از آزمون کشش، استحکام کششی در نمونه های تولید شده به روشvip (mpa 362) بیشتر از نمونه‏های تولید شده به روش لایه گذاری دستی (mpa 242) بود. بر اساس نتایج آزمون خستگی کشش-کشش (0.1=r)، عمر خستگی بیشتری برای نمونه های vip مشاهده شد. به گونه ای که در دامنه تنش mpa67، نمونه های vip، 106×2.11 سیکل را تا زمان واماندگی تحمل کردند. در حالی که، در دامنه تنش پایین تر mpa61، نمونه های دستی 105×1.29 سیکل را تحمل نمودند. تعداد سیکل واماندگی نمونه های vip در تنش خستگی mpa200، برابر با 103×0.5 به دست آمد. اما، همین پارامتر برای نمونه‏ های دستی در تنش خستگی پایین تر mpa150 برابر با 103×1.2 حاصل شد. با توجه به نمودار s-n رسم شده، در تعداد سیکل ثابت 100،000، دامنه تنش قابل تحمل نمونه دستی در حدود mpa60 تخمین زده شد؛ در صورتی که برای نمونه vip در حدود mpa90 بود. با توجه به تصاویر sem سطح شکست نمونه ها، مکانیزم های واماندگی غالب برای نمونه های ساخته شده به روش لایه‏ گذاری دستی تحت بار خستگی به صورت جدایش لایه ها و بیرون آمدن الیاف مشاهده شد. در حالی که، مکانیزم های واماندگی برای نمونه های ساخته شده به روش vip، جدایش الیاف از زمینه و ترک خوردن زمینه بود. نتایج حاصل از آنالیز وزن سنجی حرارتی (tga)، تنها نشان دهنده وجود اتصال مکانیکی بین الیاف و زمینه بود، که علت مشاهده جدایش الیاف از زمینه و بیرون آمدن الیاف در تصاویر sem را توجیه می کرد. بر اساس نتایج حاصل از این آنالیز، درصد وزنی الیاف برابر با 69% و 52% برای نمونه های ساخته شده به روش vip و لایه گذاری دستی محاسبه شد.