اثر افزودن آلیاژ حافظه دار بر جذب انرژی چندلایه های آلومینیم- اپوکسی/ الیاف شیشه در شرایط دمایی مختلف
Title Proper
The effect of adding shape memory alloy on energy absorption of aluminum- epoxy / glass fibers laminates under different temperature conditions
.PUBLICATION, DISTRIBUTION, ETC
Place of Publication, Distribution, etc.
تهران
PHYSICAL DESCRIPTION
Other Physical Details
۴۰۱ ص.
NOTES PERTAINING TO TITLE AND STATEMENT OF RESPONSIBILITY
Text of Note
رضا اسلامی فارسانی
NOTES PERTAINING TO PUBLICATION, DISTRIBUTION, ETC.
Text of Note
متن اثر
DISSERTATION (THESIS) NOTE
Dissertation or thesis details and type of degree
کارشناسی ارشد
Body granting the degree
صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی
Date of degree
۱۳۹۸
Discipline of degree
شناسایی و انتخاب مواد مهندسی
SUMMARY OR ABSTRACT
Text of Note
در سال های اخیر نیاز مبرم به مواد کامپوزیتی از سوی صنایع مختلف، باعث توسعه ی نوعی جدیدی از کامپوزیت های ترکیبی (کامپوزیت های الیاف/ فلز) شده است. کامپوزیت های الیاف/ فلز (LMF) متشکل از اتصال لایه های فلزی با لایه های کامپوزیتی هستند که با تلفیق هر دو خاصیت کامپوزیت و مواد فلزی، در بسیاری از صنایع هوایی و دریایی مورد استفاده قرار گرفته اند. با این وجود، علاوه بر ویژگی مثبت کامپوزیت های LMF، نیاز به استفاده توامان از خواص مختلف مواد، سبب بکارگیری آلیاژهای حافظه دار درون این کامپوزیت ها و ساخت کامپوزیت های LMF هوشمند شده است. چراکه آلیاژهای حافظه دار علاوه بر خواص منحصر به فردشان، با تشکیل حلقه ی هیسترزیس و خاصیت سوپرالاستیکی، سبب افزایش مقاومت به ضربه ی کامپوزیت های LMF می شوند. با توجه به کاربرد روزافزون کامپوزیت های LMF، یکی از مسائل پردغدغه در این حوزه، بررسی رفتار ضربه ای این کامپوزیت ها تحت شرایط محیطی است. یکی از مخرب ترین اثرهای شرایط محیطی، تخریب کامپوزیت در اثر دماست. بر این اساس، در تحقیق حاضر اثر افزودن سیم آلیاژ حافظه دار (AMS) بر جذب انرژی کامپوزیت LMF (آلومینیم- اپوکسی/ الیاف شیشه) تحت شرایط دمایی مختلف بررسی شده است. بدین منظور از آزمون ضربه ی سرعت پایین (چارپی) برای مقایسه ی رفتار ضربه ای کامپوزیت های LMF هوشمند در شرایط دمایی مختلف (در محدوده ی دمایی 54 C- تا 09 C+)، به دو صورت سیکلی و ثابت، استفاده شد. همچنین با میکروسکوپ الکترونی روبشی (MES)، اثر دما بر فصل مشترک AMS و کامپوزیت مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد، وجود سیم آلیاژ حافظه دار در مقایسه با نمونه های بدون سیم سبب عملکرد بهتر کامپوزیت های LMF تحت شرایط دمایی مختلف می شود، اما در اثر اعمال پیش کرنش، نتایج متفاوت است. در صورت مناسب بودن تعداد سیم آلیاژ های حافظه دار (2 سیم)، میزان جذب انرژی و مقاومت به ضربه ی کامپوزیت LMF هوشمند در سیکل سرمایش %61، در دماهای محیط و پایین، به ترتیب %41 و %02، در سیکل گرمایش، %11 و همچنین در دمای بالا، %8 نسبت به نمونه های کامپوزیت LMF بدون سیم افزایش یافته است.
Text of Note
In recent years, the urgent need for composite materials from different industries has led to the development of a new type of hybrid composites )Fiber Metal Laminate(. Fiber Metal Laminates )FMLs( consist of metal layers bonding to composite layers, that combining both composite properties and metal materials cause they have been used in many aerospace and marine industries. However, in addition to the positive properties of FML and the need to use the different properties of materials has led to the use of Shape Memory Alloys )SMA( within these composites and the manufacture of smart FML. Hence, in addition to their unique properties, increase the impact strength of FML composites by the formation of hysteresis loop and superelastic properties. According to the increasing use of FML composites, study the impact behavior of these composites under environmental conditions is the issues in this field. One of the most damage effects of environmental conditions is the degradation of the composite by temperature. Base on this fact, the present study investigated the effect of adding Shape Memory Alloy wire on energy absorption of aluminum-epoxy/glass fiber laminate under different temperature conditions. For this purpose, the low velocity impact test )Charpy( used to compare the impact behavior of smart FML composites under different temperature conditions )in the temperature range of -45 C to + 90 C(, in cyclic and constant states. The effect of temperature on SMA and composite interface also investigated by scanning electron microscopy )SEM(. The results showed that the presence of SMA wire compared to the non-wire samples resulted in better performance of FML composites under different temperature conditions, but the results were different due to pre-strain. When the number of SMA wires selected properly )2 wires(, the energy absorption and impact strength of the smart FML composite increased in the cooling cycle by 16%, at ambient and low temperatures by 14% and 20%, respectively, in the heating cycle by 11%, at high temperature by 8% compared to non-wire FML composite samples.