بررسي آزمايشگاهي رشد تورق در مود I كامپوزيت‌هاي لايه‌اي ساخته شده از الياف بافته شده/اپوكسي با فصل مشترك θ//0

Experimental investigation of delamination growth in laminated composites made of woven fabric/epoxy with 0//θ Interface

در اين تحقيق، اثر زاويه الياف فصل مشترك بر روي چقرمگي شكست شروع و پايا در كامپوزيت‌‌هاي تقويت شده با الياف بافته شده‌‌ي ساده با لايه چيني [012//012]، [011/30//0/011] و [011/45//0/011] تحت مود I تورق مورد بررسي قرار مي‌گيرد. اين نوع لايه‌‌چيني به منظور حذف اثرات لايه‌‌هاي دور دست فصل مشترك تورق، بر روي چقرمگي شكست نمونه‌‌ تير دولبه يكسرگيردار انتخاب گرديده است. نمونه‌‌ها با استفاده از روش لايه‌چيني دستي ساخته شده‌‌اند و آزمايش شكست نمونه‌‌هاي ساخته شده با استفاده از دستگاه SANTAM STM-150 و مطابق با استاندارد ASTM انجام گرفته است. نتايج آزمايش نشان مي‌دهد كه تغيير در زاويه‌‌ي بين وجهي صفحه‌‌ي ترك، تاثير ناچيزي بر روي چقرمگي شكست شروع و پاياي كامپوزيت‌‌هاي بافته شده با بافت ساده دارد. بررسي‌هاي آزمايشگاهي از سطوح شكست، نشان از تأثير مكانيزم‌هاي مختلف بر روند رشد تورق در اين نمونه‌ها داشته است كه در اين بين رشد ترك در صفحه‌‌ي بين رزين و الياف يكي از مكانيزم‌هاي اصلي افزايش چقرمگي شكست در اين نمونه‌ها مي‌باشد. همچنين مشاهدات آزمايشگاهي نشان داد كه برخلاف كامپوزيت‌هاي تك‌جهته، در نمونه‌هاي DCB بافته شده، پل‌زني الياف مكانيزم غالب در افزايش چقرمگي شكست در طول فرآيند رشد تورق نمي‌باشد.

In this study, the effect of delamination interface fiber angle orientation on the initiation and propagation fracture toughness of plain woven composites with stacking sequences of [012//012], [011/30//0/011] and [011/45//0/011] under mode I loading were investigated. These stacking sequences are chosen in order to eliminate the effect of the remote ply orientation on the delamination behavior of the double cantilever beam (DCB) specimens. Samples were manufactured by the wet hand lay-up method and fracture tests were conducted on specimens using the universal testing machine (SANTAM STM-150) according to ASTM standard. The experimental results showed that the interface ply orientation had a negligible effect on magnitudes of the initiation and propagation fracture toughness of plain woven composites due to delamination propagation in the resin-fiber interface of delamination interface. Experimental investigations of the fracture surface have shown the effect of different mechanisms on the delamination propagation, which crack propagation in the resin-fiber interface is one of the main mechanisms for increasing the fracture toughness in these specimens. In addition, the experimental evidence revealed that the fiber bridging was not the main mechanism of increasing fracture toughness during the delamination propagation, unlike the unidirectional DCB specimens.