بررسي تاثير ابعاد كامپوزيت و دماي قالب بر روي دوپايداري كامپوزيت‌هاي شيشه/ پي‌ وي-سي

The investigation of the effects of Dimension’s and Mold’s Temperature on Bistability of PVC/Glass Fiber composites

امروزه مطالعه بر روي كامپوزيت‌هاي دوپايدار به‌واسطه استفاده از آن‌ها در سازه‌هاي مورفينگ اهميت روزافزوني پيداكرده است. كامپوزيت‌هاي تك جهته داراي ضريب انبساط حرارتي متفاوت در راستاي طولي و عرضي هستند و همين اختلاف ضريب انبساط حرارتي باعث شده تا اين كامپوزيت‌ها همانند باي‌متال‌ها در اثر حرارت انحنا پيداكرده و تبديل به كامپوزيت‌هاي دوپايدار شوند. در اين پژوهش ورق‌هاي كامپوزيتي دوپايدار مربعي شكل با لايه چيني نامتقارن، جهت بررسي اثرات روش ساخت مورد آزمايش و مطالعه قرار گرفت. كامپوزيت‌هاي دوپايدار از جنس زمينه گرمانرم پي‌وي‌سي و الياف شيشه توليدشده‌ و اثر دو فاكتور ابعاد كامپوزيت و دماي قالب مطابق طراحي آزمايش در 3 سطح، بررسي گرديد. پارامتر حداكثر ارتفاع دوپايدار به‌عنوان خروجي آزمايش انتخاب شد. نتايج حاصل از تحليل واريانسي نشان مي‌دهد كه ابعاد كامپوزيت بيشترين تأثير را بر روي ارتفاع دوپايداري دارد و تأثير فاكتور دماي قالب بر روي ارتفاع دوپايداري ناچيز است. همچنين مشخص شد، هر چه ابعاد كامپوزيت بزرگ‌تر و دماي قالب كمتر باشد ارتفاع دوپايداري بيشتر خواهد بود. بعد از انجام آزمايش‌هاي تجربي، ورق‌هاي دوپايدار كامپوزيتي در نرم‌افزار المان محدود آباكوس شبيه‌سازي‌شده و نتايج كار شبيه‌سازي با نتايج تجربي مقايسه گرديد. نتايج اين مقايسه نشان داد كه شبيه‌سازي همواره ارتفاع دوپايداري بيشتري را نسبت به نتايج تجربي پيش‌بيني مي‌كند و مقدار اختلاف نتايج حاصل از شبيه‌سازي با نتايج تجربي در همه موارد كمتر از 10 درصد بوده است.

In this research, in order to study effects of fabrication method the square-shaped bistable composites laminates with asymmetric layers were prepared and investigated. Different kinds of bistable composite laminates were fabricated by thermoplastic PVC and glass fibers and the effects of composites laminate dimensions and mold temperature were investigated. The maximum height of the bistable composite laminate is selected as the output of experiments. The results derived from ANOVA analysis showed that the dimensions of the laminates have the highest effects on bistability height and the effects of mold temperature are very low. It was also determined that with the larger dimensions of composite laminates and lower mold's temperature, the heights of bistability were higher. Also, these bistable composite laminates were simulated in ABAQUS and the simulation results were compared with the experimental results. The results indicated that simulation method anticipated the higher bistability height rather than the experimental results and the difference between these results is less than 10% in all specimens.