مطالعه تاثیر عوامل محیطی بر خواص مکانیکی کامپیوزیتها

هدف اصلی از انجام این تحقیق مطالعه اثر دو عامل رطوبت و حرارت بر خواص مکانیکی مواد مرکب می باشد. چرا که تجربه نشان می دهد خواص مکانیکی این مواد تحت تاثیر این دو عامل محیطی تغییر می نمایند. بنابراین بمنظور استفاده از مواد مرکب ، در طراحی سازه ها می بایست اثر این دو عامل را بسته به اینکه سازه در چه شرایط محیطی قرار خواهد گرفت مد نظر قرار داد. بهمین منظور در این تحقیق ابتدا نحوه توزیع رطوبت در داخل یک صفحه کامپوزیتی با استفاده از معادله فیک بررسی شده است . با استفاده از این معادلات زمان اشباع صفحه از رطوبت ، ضریب نفوذ رطوبت و درصد رطوبت موجود در صفحه بدست می آید. جهت بررسی صحت روابط بدست آمده آزمایشات انجام شده توسط چند ماده مرکب و همچنین آزمایش انجام شده در راستای همین تحقیق بر روی نمونه های سیلندری شکل از جنس kevlar/epoxy و مقایسه نتایج بدست آمده با مقادیر پیشنهادی از روابط حاصله آورده شده است . از آنجایی که آزمایشات رطوبتی بر روی مواد مرکب بسیار زمان بر می باشد نحوه شتاب دادن آزمایشات بمنظور کوتاهتر شدن زمان اشباع نمونه ها نیز بررسی شده است . با وجود ارائه شدن این روشها جهت کاستن زمان آزمایشها جهت بررسی تغییرات خواص مکانیکی در محیطی معلوم، مجددا مشاهده می شود خود این زمانهای کوتاه شده نیز چشمگیر می باشند. بهمین منظور دسترسی به روشهایی تجربی و یا تحلیلی و یا مدلهایی جهت پیش بینی تغییرات خواص مکانیکی مواد مرکب تحت شرایط معین رطوبتی و حرارتی مطلوب است . در همین راستا مدلی برای پیش بینی تغییرات خواص مکانیکی مواد مرکبی که تحت دماهای بالا قرار می گیرند آورده شده است . در این تحقیق با تغییر رابطه ارائه شده توسط چمیس تغییرات خواص مکانیکی مواد مرکب تحت شرایط محیطی مدل می شود. به کمک آزمایشات انجام شده بر روی چند خاصیت ماده مرکب glass/epoxy منحنی های پایه برای سه خاصیت استحکام کششی در جهت ماتریس ، استحکام فشاری در جهت ماتریس و استحکام برشی بدست می آید. با استفاده از این منحنی ها می توان تغییرات خواص مکانیکی مذکور را در دماها و درصد رطوبتهای مختلف پیش بینی کرد.