مطالعه تاثير نانو خاك رس بر عمر خستگي فنر هوايي

Experimental study of the effect of nanoclay on fatigue life of air spring

در اين تحقيق، اثر نانو خاك رس بر عمر خستگي فنر هوايي براي بهبود عمر آنها بررسي مي شود. آميزه هاي لاستيكي بر پايه NR/BR بدون نانو خاك رس و نيز با 3، 5 و 7 درصد نانو خاك رس به روش اختلاط خميري ساخته شدند. سپس بر روي نمونه هاي حاوي نانو خاك رس به منظور تعيين ساختار نانوكامپوزيت آزمون تفرق اشعه ايكس انجام شد. در ادامه با انجام آزمون ريومتري بر روي آميزه هاي خام، زمان پخت هر آميزه تعيين شد و آميزه هاي نهايي به روش پخت گوگردي به دست آمدند. پس از آن نمونه هاي استاندارد براي انجام آزمون هاي خواص كششي، گرمازايي، مقاومت پارگي و مقاومت خستگي تهيه گرديدند. نتايج حاصل نشان دادند كه افزايش درصد وزني نانو خاك رس، باعث افزايش ضريب ارتجاعي، استحكام پارگي و گرمازايي و نيز كاهش استحكام كششي و كشش در نقطه پارگي مي شود. همچنين، عمر خستگي آميزه حاوي 3 درصد نانو خاك رس به ميزان 33 درصد و آميزه حاوي 5 درصد نانو خاك رس به ميزان 57 درصد نسبت به آميزه فاقد نانو خاك رس افزايش يافته، در حالي كه عمر خستگي آميزه حاوي 7 درصد نانو خاك رس به ميزان 14 درصد كاهش يافته است.

The objective of this work was to investigate the effect of nanocaly on fatigue life of air spring. The studies on the air spring fatigue life have shown that the inner layer of the rubber composite bellows of the air spring plays the most important role on its fatigue life. So, as a new idea to improve the life of the air spring, in this research, NR/BR and 0, 3, 5, 7 % of nanoclay were separately melt-blended. X-ray diffraction was employed to characterize the nanocomposite morphology. Then, the curing time of the unvulcanized compound was defined by rheometer test and the final nanocomposites compounds were provided according to their curing characteristics. After that, tensile, heat built-up, tear and fatigue tests were performed on the standard test specimens. It was shown that by increasing the nanoclay percentage, the elasticity modulus, tear strength and heat built-up were increased whereas tensile strength and elongation at break point were decreased. The results also showed that by the addition of 3 % and 5 % of nanocaly to NR/BR, its fatigue life was increased about 33 % and 57 %, respectively, whereas the fatigue life of the compound containing 7 % nanoclay was decreased about 14 %.