بررسي خواص كششي چندلايه هاي آلومينيم- الياف شيشه

An Investigation on Tensile Properties of Glass Fiber/ Aluminium Laminates

كامپوزيت هاي لايه اي فلز -الياف نسل جديدي از كامپوزيت هاي هيبريدي هستند كه داراي نسبت مقاومت به وزن بالايي مي باشند. اين كامپوزيت ها از لايه هاي فلز و لايه هاي ساخته شده از كامپوزيت هاي اليافي تشكيل شده اند. خواص مكانيكي مناسب كه تلفيقي از خواص فلز ها و كامپوزيت هاي اليافي است، باعث شده اين كامپوزيت ها كاربرد وسيعي در صنايع، به ويژه صنايع هواپيما سازي پيدا كنند. در اين مقاله خواص كششي اين كامپوزيت هاي لايه اي مورد بررسي تحليلي و تجربي قرار گرفته است. روش تحليلي بر اساس تيوري كلاسيك لايه ها و فرضيات لاو-كريشهف و نيز با در نظر گرفتن رفتار الاستيك-پلاستيك آلومينيوم و رفتار الاستيك خطي كامپوزيت اليافي تا قبل از وقوع شكست در برابر بار يكنواخت كششي صفحه اي استوار است. در روش تجربي 6 دسته نمونه با زاويه الياف متفاوت از هم ساخته شد و مورد آزمايش كشش ساده قرار گرفت. نتايج آزمايش مشخص مي كند كه استفاده از لايه هاي كامپوزيتي با زاويه الياف صفر درجه مقاومت نمونه ها را به طور قابل ملاحظه اي افزايش مي دهد و تفاوت زاويه الياف دو لايه كامپوزيت اليافي باعث تغيير در مود شكست لايه ها مي شود. مقايسه نتايج حاصل از روش تحليلي با نتايج تجربي توافق مناسبي را نشان مي دهد.

The idea of combining low weight and good mechanical properties has led to efforts to develop a new light fiber/metal laminate (FML) in the last decade. FMLs are hybrid composites consisting of alternating thin layers of metal sheets and fiber-reinforced epoxy prepregs. In this study, the effect of fiber orientation on tensile properties of this material is investigated both analytically and experimentally. An analytical constitutive model based on classical lamination theory by using Kirchhoff-Love assumption, which incorporates the elastic-plastic behavior of the aluminium alloy was applied. Test results show that fiber sheet, with zero angle in laminates, improve the tensile strength. The composite layers with different fiber orientation change specimensʹ mode of fracture. Good agreement is obtained between the model predictions and experimental results.