بررسي رفتار ديناميكي تيرهاي كامپوزيت لايه لايه تقويت شده با درصد بالاي ذرات نانو

Dynamic response of laminated hybrid composite beams reinforced with high weight fraction of nano-particles

تيرهاي كامپوزيت لايه‌لايه در بسياري از كاربرد‌هاي مهندسي از جمله پره‌هاي هلي‌كوپتر، پره‌هاي توربين بادي و بازوهاي روبات به‌طور وسيع استفاده مي شود. افزايش مقاومت و قابليت اطمينان از پايداري سازه در اين كاربردها از اهميت بالايي برخوردار است. بيشتر پژوهش‌هاي موجود در اين زمينه محدود به درصد پايين دزات نانو مي‌باشد. در اين مقاله اثرات اضافه نمودن ذرات نانو به رزين بر رفتار ديناميكي تير كامپوزيت مورد بررسي قرار گرفته است. در جريان ساخت سازه ذرات نانو با درصدهاي 0% ،2% ،3% ،5% ،7% ،10%، به رزين اضافه شده است. به منظور اطمينان از عملكرد مناسب سازه در شرايط كاري، آزمايش‌هاي مختلفي برروي تيرهاي ساخته شده به روش فوق انجام گرفته است. پاسخ ديناميكي سازه در شرايط بار مختلف و درصدهاي مختلف نانو بررسي شده است. مشاهده شد كه افزايش ذرات نانو تا 3% موجب افزايش فركانس طبيعي و بيش از اين مقدار تا 7% تغييرات عمده‌اي در فركانس طبيعي روي نمي‌دهد. درسازه‌هاي با 10% نانو فركانس طبيعي به شدت كاهش مي‌يابد ولي در عوض ضريب ميرايي بهبود مي‌يابد.

In the present work the dynamic response of laminated composite beam reinforced with nano-particles has been investigated. Most of the existing works on the effects of nano-particles on stiffness of the composite structures are limited to very low weight fraction, around 3% to 5%. This work studies the effect of higher percent of nano particles (up to 10%) on the dynamic behavior of the composite structures via experimental tests. Adding nano clay up to 3% of weight fraction increases the natural frequency, beyond that up to 5 % the natural frequency slightly decreases and at 10% a sharp reduction in natural frequency is observed. Another feature of importance is the increasing damping coefficient of laminated beam when the amount of nano-particles reaches to 10%.