بررسي و بهينه سازيخواص مكانيكي نانوكامپوزيت‌هاي هيبريدي پايه اپوكسي تقويت شده با الياف كربن به روش تاگوچي

Investigation and optimization of the mechanical properties of epoxy based Hybrid Nano-composites reinforced by carbon-fiber: Using Taguchi

در اين مقاله، خواص مكانيكي لمينيتهاي هيبريدي با تركيبات اپوكسي/ الياف كربن / نانو خاك رس/ نانو دي اكسيد تيتانيوم و اپوكسي/ الياف كربن/ نانو خاك رس/ نانو لوله كربني ، در ابتدا بصورت مجزا و نهايتا بصورت مقايسه اي مورد بررسي قرار گرفت. بدين منظور نمونه هايي فاقد نانو ذرات متشكل از اپوكسي و 16 لايه فيبر كربن و همچنين نمونه هاي اپوكسي و فيبر كربنِ حاوي نانو ذرات كه در چهار درصد وزني مختلف و دو تركيب (خاك رس/نانولوله هاي كربني) و (خاك رس/ دي اكسيد تيتانيوم) به اپوكسي اضافه گرديده بودند ساخته و مورد آزمايش قرار گرفتند. از نكات اين پژوهش، بررسي آزمايشگاهي و بهينه سازي به كمك روش تاگوچي ، در جهت كاهش تعداد آزمايشها و كاستن هزينه ها و دستيابي به مقاومت كششي وخمشي بهينه در نمونه هاي كامپوزيتي ساخته شده مي باشد. نتايج حاصله از اين پژوهش نشان داد كه نمونه هاي حاوي نانو رس با 5/0درصد وزني و نانو دي اكسيد تيتانيوم با 1 درصد و نانو لوله كربني با 5/0 درصد وزني داراي بالاترين مقاومت در نمونه هيبريدي نهاي خواهد بود.

The effect of three independent variables on tensile and flexural strength properties of hybrid quaternary nanocomposite was investigated in current study. Carbon fiber orientation, weight percentage of nano clay and weight percentage of nano Tio2 were selected as input parameters. Minitab software was selected for design of experiments and Taguchi orthogonal array design was used for generating experiments .16 samples were prepared and tested for each response based on designed levels recommended by Taguchi and test standards. The results collected from tests indicated that the minimum value of flexural strength occurred in design level 13 with the magnitude of 2.8 Mpa and input parameters of 90 degree of fiber orientation, 0.5 wt% of nano clay and 2 wt% ofnano Tio2 respectively and the maximum value of flexural strength was 26.6 Mpa which occurred in design level 2 with 0 degree of fiber orientation, 1.5 wt% of nano clay and 1 wt% of nano Tio2 . Also the maximum value of tensile strength occurred in design level 2 with the magnitude of 470.3 Mpa. The corresponding values of input parameters for this level were 0 degree of fiber orientation, 1.5 wt% of nano clay and 1 wt% of nano Tio2 and the minimum value of tensile strength occurred in design level 16 with related levels of 90 degree of fiber orientation, 3,5wt% of nano clay and 0.5 wt% of Tio2 and the magnitude of 69.5 Mpa