رفتار غيرخطي چندلايه اي هاي كامپوزيتي پايه پليمري در اثر شوك گرمايي چرخه اي و آثار آن بر تنش هاي پسماند

Mechanical and Anti-bacterial Properties of Dental Adhesive Containing Diamond Nanoparticles

تنش هاي پسماند در چندلايه اي هاي كامپوزيتي به عوامل مختلفي همچون شرايط پخت، خواص مواد، جهت و چيدمان لايه‌ها بستگي دارد. از مهم ترين عوامل اثرگذار بر مقادير اين تنش ها، رفتار گرماكشساني كامپوزيت هاست. خواص كشساني و تنش هاي پسماند در اثر بارگذاري گرمايي چرخه اي ثابت نيست و تغييرات آن غيرخطي است. بنابراين در پژوهش حاضر، اثر بارگذاري گرمايي چرخه اي بر تغييرات غيرخطي مدول، تنش شكست و تنش هاي پسماند چندلايه اي مطالعه شده است. براي اعمال شوك، دستگاه آزمايشي مناسب با اختلاف دما و تعداد چرخه هاي مناسب طراحي و ساخته شد. سپس، چندلايه اي هاي متعامد شيشه- اپوكسي به روش چيدمان دستي تهيه و در اثر اعمال بارگذاري با تعداد چرخه هاي متفاوت قرار گرفتند. با انجام آزمايش كشش روي نمونه ها پيش و پس از اعمال شوك تغييرات مدول كشساني، استحكام شكست، تنش و اثر آنها بر تنش هاي پسماند در تعداد چرخه هاي مختلف مطالعه شده است. با استفاده از رفتار واقعي كامپوزيت، تنش هاي پسماند در چندلايه اي هاي كامپوزيتي به روش بهينه شده كلاسيك ارزيابي و مقايسه شده است. نتايج نشان مي‌دهد، رفتار غيرخطي كامپوزيت، اثر زيادي بر مقادير تنش هاي پسماند دارد و با ترد شدن نمونه كرنش هاي پسماند ثابت است، اما مدول كشسان و تنش هاي پسماند كاهش مي يابد.

The residual stresses in composite laminates depend on several factors including the conditions of fabricating process, property of materials, direction and lay-ups of the layers. However the thermo-elastic behavior of composite is one of the most important parameters affecting the magnitude of residual stresses. The elastic properties and residual stresses do not remain constant under cyclic thermal loading and vary in a non-linear manner. The study of these non-linear variations of modulus and strength and their effects on residual stresses in laminates while experiencing thermal load cycles is the main goal of this paper. An experimental device is designed and manufactured conveniently to exert defined thermal load cycles with different temperatures and cycle time on composite laminates. Then orthotropic glassepoxy composite laminates made by hand lay-up are tested under cyclic thermal loading. The elastic modulus and fracture strength of the samples are measured before and after experiencing defined number of thermal shocks. The residual stresses in composite laminates are calculated and compared based on the actual behavior of composite and by means of a modified classical laminate theory. The results of this study demonstrate that the non-linear behavior of composites influences the residual stresses significantly. In addition, if the sample becomes more brittle, the residual strains remain constant; while the elasticity modulus and residual stresses decrease.