نشریه فناوری آزمون‌های غیرمخرب

نشریه فناوری آزمون‌های غیرمخرب

بررسی آسیب برشی داخل صفحه در سیلندرهای کامپوزیت از طریق استفاده از تکنیک آکوستیک امیشن

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان
1 دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه آزاد اسلامی، واحد تهران شرق
2 دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی امیرکبیر
چکیده
هدف از این مطالعه بررسی خواص برشی درون صفحه استوانه‌های کامپوزیت رشته‌ پیچی و ارزیابی مکانیزم‌های آسیب مرتبط با استفاده از تکنیک‌ آکوستیک امیشن بود. دو ماده کامپوزیتی مجزا، یعنی کربن/اپوکسی و اپوکسی شیشه، برای این منظور ساخته شد. قطعات تحت شرایط بار پیچشی مطابق با ASTM D5448 قرار گرفتند. در این پژوهش پارامترهای مختلفی مانند گشتاور، زاویه پیچش و کرنش به دقت ثبت شدند. علاوه بر این موارد، از حسگرهای نشر آوایی برای ثبت سیگنال‌هایی استفاده شد که وقوع شکست را نشان می‌دهند. یافته‌های این پژوهش نشان داد که استحکام برشی درون صفحه‌ای و مدول برشی نمونه‌های کربن/اپوکسی (CFRP) از نمونه‌های شیشه/اپوکسی (GFRP) بیشتر است. نتایج حاصل از آزمایش نشر آوایی در نمونه‌های CFRP نشان داد که در این نمونه‌ها هیچ موردی از جداشدگی الیاف/ماتریس وجود ندارد. در عوض مد اصلی شکست مشاهده شده در این نمونه‌ها به صورت شکست الیاف است و به طور کلی 71 درصد از کل شکست‌های شناسایی شده را در بر می‌گیرد. همچنین مکانیزم شکست اولیه در نمونه‌های CFRP به صورت جداشدگی الیاف/ماتریس است که تقریبا 50% از کل شکست‌های ثبت شده را شامل می‌شود.هدف از این مطالعه بررسی خواص برشی درون صفحه استوانه‌های کامپوزیت رشته‌ پیچی و ارزیابی مکانیزم‌های آسیب مرتبط با استفاده از تکنیک‌های انتشار آکوستیک بود. دو ماده کامپوزیتی مجزا، یعنی کربن/اپوکسی و اپوکسی شیشه، برای این منظور ساخته شد. قطعات تحت شرایط بار پیچشی مطابق با ASTM D5448 قرار گرفتند. در این پژوهش پارامترهای مختلفی مانند گشتاور، زاویه پیچش و کرنش به دقت ثبت شدند. علاوه بر این موارد، از حسگرهای نشر آوایی برای ثبت سیگنال‌هایی استفاده شد که وقوع شکست را نشان می‌دهند. یافته‌های این پژوهش نشان داد که استحکام برشی درون صفحه‌ای و مدول برشی نمونه‌های کربن/اپوکسی (CFRP) از نمونه‌های شیشه/اپوکسی (GFRP) بیشتر است. نتایج حاصل از آزمایش نشر آوایی در نمونه‌های CFRP نشان داد که در این نمونه‌ها هیچ موردی از جداشدگی الیاف/ماتریس وجود ندارد. در عوض مد اصلی شکست مشاهده شده در این نمونه‌ها به صورت شکست الیاف است و به طور کلی 71 درصد از کل شکست‌های شناسایی شده را در بر می‌گیرد. همچنین مکانیزم شکست اولیه در نمونه‌های CFRP به صورت جداشدگی الیاف/ماتریس است که تقریبا 50% از کل شکست‌های ثبت شده را شامل می‌شود.
کلیدواژه‌ها
موضوعات

عنوان مقاله English

Examining In-Plane Shear Damage in Composite Cylinders Through the Use of Acoustic Emission Techniques

نویسندگان English

Mehdi Farajpour 1
mehdi ahmadin 2
1 Department of Engineering, Islamic Azad University, East Tehran Branch
2 Examining In-Plane Shear Damage in Composite Cylinders Through the Use of Acoustic Emission Techniques
چکیده English

The objective of this study was to examine the in-plane shear properties of filament-wound composite cylinders and assess the associated damage mechanisms using acoustic emission techniques. Two distinct composite materials, namely carbon/epoxy and glass epoxy, were manufactured for this purpose. The cylinders were subjected to torsion load conditions in accordance with ASTM D5448. Throughout the testing process, various parameters such as torque, angle of torsion, and strain were meticulously recorded. Additionally, the acoustic emission sensors were utilized to capture signals indicating the occurrence of damages. The findings of the study indicate that the in-plane shear strength and shear modulus of the carbon/epoxy specimens surpass those of the glass/epoxy counterparts. The results from acoustic emission testing indicated that in the CFRP specimens, there were no instances of fiber/matrix debonding. Instead, the main mode of damage observed was fiber breakage, accounting for approximately 71% of the total damage detected. On the other hand, in the GFRP specimens, the primary damage mechanism was found to be fiber/matrix debonding, making up approximately 50% of the overall damage recorded.The objective of this study was to examine the in-plane shear properties of filament-wound composite cylinders and assess the associated damage mechanisms using acoustic emission techniques. Two distinct composite materials, namely carbon/epoxy and glass epoxy, were manufactured for this purpose. The cylinders were subjected to torsion load conditions in accordance with ASTM D5448. Throughout the testing process, various parameters such as torque, angle of torsion, and strain were meticulously recorded. Additionally, the acoustic emission sensors were utilized to capture signals indicating the occurrence of damages. The findings of the study indicate that the in-plane shear strength and shear modulus of the carbon/epoxy specimens surpass those of the glass/epoxy counterparts. The results from acoustic emission testing indicated that in the CFRP specimens, there were no instances of fiber/matrix debonding. Instead, the main mode of damage observed was fiber breakage, accounting for approximately 71% of the total damage detected. On the other hand, in the GFRP specimens, the primary damage mechanism was found to be fiber/matrix debonding, making up approximately 50% of the overall damage recorded.

کلیدواژه‌ها English

Filament wounding
In-plane Shear properties
Damage Mechanisms
Acoustic emission

  • تاریخ دریافت 10 دی 1402
  • تاریخ بازنگری 01 اردیبهشت 1404
  • تاریخ پذیرش 09 خرداد 1404