تاثير پيش كرنش سيم آلياژ حافظه دار بر خواص ضربه اي كامپوزيت الياف-فلز هوشمند

Influence of pre strain shape memory alloy wire on impact properties of smart fibers metal composite

كامپوزيت هاي لايه اي الياف–فلز نسل جديدي از كامپوزيت هاي هيبريدي هستند كه نسبت مقاومت به وزن زيادي دارند. خواص مكانيكي مناسب كه تلفيقي از خواص فلزات و كامپوزيت هاي اليافي است، باعث شده تا اين كامپوزيت ها كاربرد گسترده اي در صنايع، به ويژه صنايع هوايي پيدا كنند. افزودن آلياژ حافظه دار در كامپوزيت هاي لايه اي الياف-فلز، به دليل خاصيت سوپرالاستيسيته آلياژ، باعث مي شود كه اين آلياژ در حين ضربه با تشكيل حلقه هيسترزيس، انرژي زيادي را جذب كند و خواص ضربه اي كامپوزيت هاي لايه اي الياف–فلز افزايش يابد. در پژوهش حاضر، تاثير پيش كرنش هاي مختلف سيم هاي آلياژ حافظه دار از جنس نيكل-تيتانيم دما بالا به صورت تجربي در اين نوع كامپوزيت ها در برابر ضربه كم سرعت با استفاده از دستگاه ضربه افتان، بررسي شد. در قسمت فلزي كامپوزيت هاي لايه اي الياف–فلز، از ورق آلياژ آلومينيم 2024-T3 و در قسمت كامپوزيتي از الياف شيشه و رزين اپوكسي استفاده شد. تعداد 6 سيم با پيش كرنش هاي 1، 2 و %3 به منظور قرارگيري در كامپوزيت هاي لايه اي الياف-فلز، بكار گرفته شدند. افزايش مقاومت در برابر ضربه اين نوع كامپوزيت ها به واسطه افزايش پيش كرنش و همچنين جذب انرژي توسط آلياژ حافظه دار به هنگام ضربه، از نتايج اين تحقيق بود.

Nowadays the use of fiber-metal laminate due to advantages such as high strength to low weight ratio, easy fabrication of structural components despite complex geometries to various industries such as aviation industry, widely increased. The fiber-metal laminates are a kind of hybrid composites which connect the layers of metal and fibers which together are mediated by material and in the wake of this combination, positive characteristics of metals and fibers composites simultaneously in structural integration offer significant capabilities. Addition of shape memory alloy to fiber metal laminate composite, due to the super elasticity properties of alloy, causes the alloy to form during the impact hysteresis loop, and will attract considerable energy and the impact properties of the fiber metal laminate composites will increase. In this study, effects of different strains of nickel-titanium shaped memory alloy wire at high temperature, was investigated experimentally in this type of composites against low speed impact using the impact falling. In the metal part of fiber metal laminate composites, 2024-T3 aluminum alloy sheet and in composite part of glass fibers and epoxy resin is used. 6 wires with the pre strains 1, 2 and 3% were used in order to wrap the fibers in metal laminate composites. Increase in the impact resistance of such composites which include reducing the force shock of impact, increasing the contact time, reducing the amount of displacement, reducing absorbed energy and reducing the damaged area by increasing pre strain as well as the energy absorbed by the shape memory alloy when impact, were the results of this research.