بررسي تجربي و مقايسه رفتار لوله‌هاي كامپوزيتي شيشه/اپوكسي تحت بارگذاري محوري ديناميكي و شبه‌استاتيكي

Experimental study and comparison of the behavior of glass / epoxy composite tubes under dynamic and quasi-static axial loading

لولههاي كامپوزيتي در طول استقرار در محل يا كاركرد، ممكن است تحت بارهاي ضربه‌اي قرار گيرند. با تعيين خواص ضربه‌اي لوله‌هاي كامپوزيتي و بهره‌گيري از آن‌ها در فرايند طراحي، صحت رفتار اين سازه‌ها در شرايط بارگذاري ديناميكي و شبه‌استاتيكي تضمين مي‌شود. در پژوهش حاضر، به بررسي تاثير تغيير پارامترهايي نظير چگالي الياف و زاويه چيدمان الياف بر رفتار لوله‌هاي كامپوزيتي شيشه/اپوكسي تحت بارگذاري ديناميكي و شبه‌استاتيكي محوري پرداخته شده است. نمودار نيرو-جابجايي براي تمام آزمايش‌ها استخراج و با نمودار ساير آزمايش‌ها مقايسه شد. همچنين ميزان جذب انرژي ويزه در هر آزمايش براي تمام نمونه‌ها محاسبه شد. نتايج اين پژوهش نشان داد كه تغيير پارامترهاي ذكر شده بر ميزان جذب انرژي ويژه لوله‌هاي كامپوزيتي موثرند. به طوريكه در هر دو دسته آزمون‌هاي ديناميكي و شبه‌استاتيكي محوري، تغييرات چگالي الياف، باعث افزايش انرژي جذب شده ويژه مي‌شود. اما تغيير چيدمان الياف از [0.90] به [±45] باعث كاهش انرژي جذب‌شده ويژه شد. در ادامه، نتايج آزمون‌هاي ديناميكي و شبه‌استاتيكي با يكديگر مقايسه شد. مقايسه نتايج، نشان داد كه جهت محاسبه نيروي له‌شدگي متوسط آزمون ديناميكي براي نمونه‌هاي 10لايه با ارتفاع 100 ميليمتر با چيدمان زاويه‌اي [0.90]، مي‌توان از مقادير نيروي متوسط آزمون شبه‌استاتيكي استفاده كرد. همچنين مودهاي شكست و ميزان جذب انرژي، براي تمام آزمون ها بررسي و مقايسه شدند.

Composite tubes may be subjected to blasting loads during placement or operation. By determining the impact properties of composite tubes and their use in the design process, the accuracy of the behavior of these structures in dynamic loading and nichestatic loading conditions is guaranteed. In this study, the effect of changing parameters such as fiber density and fiber alignment angle on the behavior of glass / epoxy composite tubes under dynamic loading and axial hystatics is investigated. The displacement diagram was extracted for all experiments and compared with other experiments. Also, the rate of energy absorption in each experiment was calculated for all samples. The results of this study showed that changing the parameters mentioned are effective on the energy absorption of composite tubes. In both groups of dynamical and quasi-static axial tests, fiber density changes increase the specific absorbed energy. However, the change in fiber layout from [0.90] to [± 45] reduced the energy absorbed specially. In the following, the results of dynamical and nichestatic tests were compared. Comparison of the results showed that for calculating the average crushing force of the dynamic test for 10-layer samples with a height of 100 mm with angular alignment [0.90], we can use the mean force of the n-hystatic test. Also, the failure modes and energy absorption were evaluated for all tests.