تاثير سيم آلياژ حافظه دار بر مقاومت به ضربه سرعت بالاي كامپوزيت لايه اي الياف- فلز هوشمند

Effect of Shape Memory Alloy Wire on High Velocity Impact Resistance of Smart Fiber Metal Laminate Composite

چندلايه­ هاي الياف- فلز شامل لايه هاي كامپوزيت و ورق هاي فلزات عموماً سبك هم اكنون كاربرد بسيار گسترده ­اي در صنايع پيشرفته نظير صنايع هوايي و هوافضايي پيدا كرده ­اند. با معرقي اين مواد، پژوهشگران با تلفيق مزاياي فلزات و كامپوزيت­ ها و استفاده هم زمان آنها در يك سازه­ ي هيبريدي، موفق شدند بر معايب فلزات و كامپوزيت­ها مانند خوردگي در فلزات و مقاومت ضربه­ اي پايين كامپوزيت­ ها غلبه كنند. يكي از مهم­ترين بارگذاري­ هايي كه چندلايه ­هاي الياف- فلز در صنعت به ويژه صنايع هوافضا با آن مواجه هستند، بارگذاري ضربه­ اي­ است. در اين پژوهش تلاش شده با استفاده از خواص استثنايي آلياژهاي حافظه­ دار، مقاومت ضربه­ ي اين نوع سازه را افزايش داد. بدين منظور از سيم­هاي آلياژ حافظه ­دار نيكل- تيتانيم در حد فاصل بين لايه­ هاي كامپوزيتي زمينه اپوكسي تقويت شده با الياف بازالت با ورق­ه اي آلومينيوم 6061 استفاده شد. نتايج آزمايش ضربه­ ي سرعت بالا روي نمونه ­ها حاكي از اين است كه با جاگذاري سيم، انرژي جذب شده در نمونه و متعاقب آن مقاومت شكست به ميزان قابل توجهي افزوده مي­ شود اما افزايش تعداد سيم تاثير چنداني در انرژي جذب شده و مقاومت به ضربه­ ي سازه ندارد.

Fiber metal laminates are now very widely used in advanced industries such as the aerospace industry. After introduction of these materials, researchers had successfully overcome the disadvantages of metals like corrosion and composites materials such as low impact resistance. They combined advantages of metals and composites and used them in a hybrid structure simultaneously. One of the most important loading which a fiber metal laminate in aerospace industry is faced, is high velocity impact loading. In this study, it had been tried to increase impact resistance of fiber metal laminates using the exceptional properties of shape memory alloys. Therefore, nickel-titanium shape memory alloy wires are embedded between layers of basalt fiber reinforced epoxy composite and these layers are entirely covered by two sheets of aluminum type 6061 in top and bottom. The results of high velocity impact tests indicate that by embedding wires, the energy absorbed by the sample and subsequently fracture resistance increases significantly, However, increasing the number of wires does not have significant effect on energy absorption and impact resistance of structure.