تاثير نانو رس بر روي خواص بالستيكي فلز/مواد مركب شيشه اپوكسي-بررسي تجربي و عددي

Effects of nanoclay on the ballistic behavior of GLARE - Experimental and numerical investigation

اين مقاله، به تاثير نانو ذرات رسيبر روي خواص بالستيكي فلز/مواد مركب شيشه اپوكسي به صورت تجربي و عددي مي پردازد. فلز/مواد مركب شيشه اپوكسي ساخته شده، از2 رويه آلومينيومي 2024 و هسته نانوكامپوزيتي شيشه/اپوكسي/نانو رس تشكيل شده است. هسته نانوكامپوزيتي شامل الياف شيشه تك جهته با وزن واحد سطح 409 گرم بر متر مربع، رزين CY 219، سخت كنندهHY 5161ونانو ذرات رسي كلوسيدسي بي با درصدهاي وزني نسبت به ماتريس0، 4، 7، 10 مي باشد. نمونه هاي آزمايش با روش لايه چيني دستي و با كسر وزني الياف 60 درصد در قسمت كامپوزيتي ساخته شد. آزمايش هاي بالستيك با استفاده از دستگاه تفنگ گازي در سرعت هاي 205 و 225 متر بر ثانيه انجام گرفت. نتايج حاصل از آزمايش هاي بالستيكي نشان دهنده اين است كه ميزان تغييرات جذب انرژي مخصوص در 4 درصد وزني ناچيز بوده است و ليكن در 7 و 10 درصد وزني، ميزان جذب انرژي مخصوص افزايش مي يابد. در واقع نانورس تحت برخورد بالستيك در درصد هاي بالا تاثيرگذار است. شبيه سازي نفوذ پرتابه با استفاده از نرم افزار LS-DYNAانجام گرفت. نتايج حاصل از آزمايش تجربي با شبيه سازي عددي همپوشاني قابل قبولي داشتند.

This paper investigated experimentally and numericallythe effect of nanoclay on ballistic impact behavior ofGLARE. ThepreparedGlARE is made of two Aluminum 2024 facing sheets and E glass/epoxy/nanoclay as nano composite core. Nano composite section has been composed of undirectional E glass 409 g/m2, resin CY 219, hardner HY 5161 and nanoclay closite 30B dispersed into the epoxy system in a 0%, 4%, 7% and 10% ratio in weight with respect to the matrix. All panels fabricated using laid-up method in fiber weight fraction of 60%. Ballistic tests were conducted using Gas gun at the velocity of 205 and 225 m/s. The results of the ballistic impact experiments show that the amount of Specific energy absorption variations in 4% of nanoclay content is insignificant. However, in nanoclay contents of 7% and10%, the Specific energy absorption increases. In other words, it be concluded that nanoclay has positive effect on higher percentage on the ballistic impact.The 3D Finite Element (FE) code, LS-DYNA, is used to model and validate the experimentally obtained results. A noticeable correlation was found between experimental and numerical results.