الف – پرداخت وجه بحساب وب سایت ایران ترجمه(شماره حساب)ب- اطلاع جزئیات به ایمیل irantarjomeh@gmail.comشامل: مبلغ پرداختی – شماره فیش / ارجاع و تاریخ پرداخت – مقاله مورد نظر --مقالات آماده سفارش داده شده پس از تایید به ایمیل شما ارسال خواهند شد.
قیمت
قیمت این مقاله: 48000 تومان
(ایران ترجمه - Irantarjomeh)
توضیح
بخش زیادی از این مقاله بصورت رایگان ذیلا قابل مطالعه می باشد.
شماره
۸۸
کد مقاله
IND88
مترجم
گروه مترجمین ایران ترجمه – irantarjomeh
نام فارسی
بررسی تجربی اثرات خسارت مته کاری و دوخت روی رفتار مکانیکی کامپوزیت های اپوکسی/کربن
نام انگلیسی
Experimental investigation of drilling damage and stitching effects on the mechanical behavior of carbon/epoxy composites
لابراتوار فن آوری های ابتکاری، دانشگاه پیکاردی ژول ورن، فرانسه
الزویر
مرجع به انگلیسی
International Journal of Machine Tools & Manufacture; Laboratory of Innovative Technology, IUT of Amiens, GMP Department, University of Picardie Jules Verne, Avenue des Facultés, France; Elsevier
کشور
فرانسه
بررسی تجربی اثرات خسارت مته کاری و دوخت روی رفتار مکانیکی کامپوزیت های اپوکسی/کربن
چکیده
هدف اصلی مته کاری مواد کامپوزیتی ضرورت کنار هم قراردادن قطعات مختلف یک سازه، برای مثال در صنعت هوانوردی، است. در پروسه ماشین کاری خساراتی ایجاد می شوند که بر خواص مکانیکی اثر می گذارند و باید در طی فرایند تولید محاسبه شوند. هدف این تحقیق تحلیل تجربی تأثیر مته کاری روی یک کامپوزیت اپوکسی /کربن برای بررسی روابط متقابل میان آسیب ها، نیروهای برشی، خواص مکانیکی نمونه های مته کاری شده و انتشار ترک است. دوخت ورق و طیفی از سرعت اسپیندل و تغذیه در زمان مته کاری با یک مته مارپیچی کلاسیک تست شده اند. تأثیر هر پارامتر از لحاظ نیروی کشش، گشتاور ( در طی ماشین کاری) و نقص ها ارزیابی شده و سپس با نتایج تست مکانیکی مرتبط شده اند. نتایج تجربی تأثیرات قابل توجه تغذیه و پیکربندی کامپوزیت را در لایه لایه شدگی نشان می دهند. علاوه بر این، آزمایش کششی حلقوی نشان داده است که کاهش آسیب و استفاده از دوخت ورق به افزایش استحکام کششی کمک می کند.
پلاستیک تقویت شده با فیبر کربن (CFRP) کاربردهای متعددی در زمینه های مختلف نظیر هوافضا، خودروسازی، هسته ای دارد که نسبت استحکام به وزن بالای آن مورد نیاز است. در این خصوص فرآیند مته کاری در یک عملیات ماشین کاری مورد نیاز است چون بعنوان رایج ترین روش برای سرهم بندی قطعات مختلف یک سازه بشمار می آید. مکانیزم حذف مواد می تواند سبب بروز خسارات و خرابی سازه شود. بر این اساس، مشخص شده است که شکل هندسی مته و پارامترهای برش عوامل کلیدی هستند که کیفیت حفره ها و لایه لایه شدگی را تعیین می کنند.
مته کاری کامپوزیت برخی آسیب های خاص نظیر لایه لایه شدگی، ترک ها یا ماتریس تخریب گرمایی را ایجاد می کند. لایه لایه شدگی مهم ترین حالت آسیب در CFRP است. تعیین کمیت ،نقص با استفاده از چندین ابزار غیرتخریبی نظیر میکروسکوپ نوری، اسکن C فراصوتی، لیزر moiré سایه برمبنای تکنیک تصویربرداری، پرتونگاری کامپیوتری پرتو ایکس (CT)، رادیوگرافی ارتقایافته، فاکتور Fd مشخص شد که سطح آسیب خورده را محاسبه نکرده و معمولا برای محاسبه لایه لایه شدگی بکار رفته است. برخی مطالعات این واقعیت را در نظر گرفته اند که یک عامل لایه لایه شدگی Fda, با استفاده از توزیع سطح لایه لایه شدگی تنظیم شده و اطلاعات بیشتری را نسبت به Fd نشان نمی دهد. اما سائو و همکاران یادآور شده اند که در برخی موارد، Fd خروجی سوراخ ثابت می ماند یعنی در هر جا که شرایط مته کاری وجود داشته باشد در حالی که Fda ثابت نیست.
تحقیق تجربی کامپوزیت دوخته شده تحت بارگذاری خارج سطح نشان داد که وجود مناطق غنی از رزین های ضعیف در اطراف حلقه های دوخت بار شروع آسیب کمتر را ایجاد می کند، اگرچه کامپوزیت دوخته شده بار نقص نهایی بیشتری دارد. این بهبود بخاطر کاهش رشد لایه لایه شدگی در طی انتشار آسیب است.
تحقیقات قبلی نیز ثابت کرده اند که کامپوزیت های دوخته شده متراکم استحکام کششی و فشردگی بیشتری را پس از تأثیر مقاومت دارند چون در مهار رشد لایه لایه شدگی کارآمدتر است. علاوه بر این، تأثیر اندازه دوخت بررسی شده است. یک رشته دوخت بزرگتر خواص کامپوزیت را از بین می برد چون سبب شکل گیری آسان بسته های غنی از رزین و تغییر فیبر یا رشته می شود.
تأثیر مته کاری روی کامپوزیت دوخته شده بررسی نشده است. بنابراین، این مقاله اثر تغذیه و سرعت اسپیندل روی نیروی رانش، گشتاوری و آسیب های حفره های حفر شده بر کامپوزیت های دوخته شده و دوخته نشده تأکید می کند. برای ارزیابی حفره های کیفی، آسیب های مته کاری شناسایی شده و نقص های هندسی بررسی شده و عامل لایه لایه شدگی Fd در ورودی حفره ها محاسبه شده است. سپس، اثر آسیب ها روی خواص مکانیکی نمونه های حفر شده و انتشار حفره مشخص شدند.
خسارت دوخت رفتار مکانیکی کامپوزیت اپوکسی/کربن
۲- روش های تجربی
ورقه دوخته نشده یک کامپوزیت تقویت شده فیبر کربن با ضخامت۷ میلی متر وبا یک توالی پشته ای ۲۴ لایه ای است. برای ایجاد کامپوزیت های دوخته شده، فرایند دوخت با جایگذاری نخ کربن با بافتند آرامید دوبل از طریق تقویت ضخامت تضمین شده است. این بافت ها موجب می شوند رشته بدون برش پیچ بخورد. ساختار پذیرفته شده تافتینگ است که قفل عمومدی را روی لایه ها طبق شکل ۱ فراهم می کند.
خسارت دوخت رفتار مکانیکی کامپوزیت اپوکسی/کربن
۳- نتایج و بحث
۳٫۱- گشتاوری و نیروی رانش
مقادیر میانگین نیروی رانش Fz و گشتاوری Mz سازگار با مته کاری کارآمد کامپوزیت ثبت شده اند ( شکل ۱). شکل ۳ تأثیر تغذیه را روی این پارامترها با سرعت گردش مختلف نشان می دهد. می توان یادآوری کرد که با افزایش تغذیه f، Fz و Mzبیشتر می شود که در ادبیات تحقیق ثابت شده است. افزایش Fz به افزایش ضخامت برای مته کاری در هر چرخش مربوط است. Fz و Mz نیز با سرعت گردش N افزایش می یابند که توسط لین و همکاران تایید شده است. مارکوس و همکاران این گرایش را با یک مته کاری مارپیچی و N آغازین از ۲۸۰۰ دور در دقیقه مشاهده کردند. افزایش Mz با N بخاطر گرمایش زیاد ماتریس و پس از آن افزایش سرعت مارپیچی است. این رفتار سختی ماده را افزایش می دهد و فیبر آزادنه تر در زمان مته کاری حرکت می کند. این پدیده برش فیبرها را خراب می کند که روی مته مالیده شده و به افزایش گشتاوری منجر می شود.
۳٫۲- آسیب و نقص ها روی یک کامپوزیت دوخته نشده مته کاری شده
برای شناسایی نقص های ایجاد شده توسط فرایند مته کاری و ارتباط آنها با شرایط برش، مشاهدات ماکروسکوپی ورودی های چاه ها انجام شده اند ( شکل های ۴ و۶). در شکل های ۵و۷، اندازه آسیب ها به عنوان یک تابع شرایط برش و زاویه χ ( بین جهت فیبر و جهت سرعت برش Vc ) نشان داده شده اند. سطح رنگی پیرامون آسیب دیده و سطح بی رنگ سازگار با فیبرهای برش مستقیم و بدون نقص می باشد. بخاطر تقارن جهت فیبر نسبت به مرکز حفره، آسیب دو بار در پیرامون حفره روی می دهد.
۳٫۳- اثر دوخت
بدیهی است که مته کاری یک ورقه دوخته نشده چندین نقص را به همراه دارد. برای پر کردن شکاف ها نو جلوگیری یا کاهش تورق در درون حفره، تلاش شد تا ضخامت کامپوزیت با استفاده از روش تافتینگ تقویت شود که انجام آن خیلی آسان است. علاوه بر این، هدف بخیه دوزی تضمین افزایش احتمالی بهره وری و در عین حال خواص مکانیکی ماده تغییرنیافته است.
۳٫۴- تست مکانیکی
برای ارزیابی اثر مته کاری روی خواص مکانیکی کامپوزیت، تست های کشش دوره ای انجام شده اند. شکل ۱۶ تکامل تنش نهایی به عنوان یک تابع تغذیه برای نمونه های دوخته شده و دوخته نشده را نشان می دهد.
برای کامپوزیت دوخته نشده، افزایش تغذیه به کاهش تنش نهایی منجر می شود. در واقع، تغذیه بیشتر سبب نقض های بیشتر می شود که نمونه را تضعیف می کند. این تضعیف نیز تعداد سیکل بارگذاری را قبل از ترک خوردگی کاهش می دهد که از ۵ برای تغذیه ۰٫۰۴ mm/rev به ۳ برای میزان تغذیه بیشتر ۰٫۳۶ mm/rev منجر می شود.
خسارت دوخت رفتار مکانیکی کامپوزیت اپوکسی/کربن
۴- نتیجه گیری
این تحقیق برای شناخت اثر مته کاری روی کامپوزیت اپوکسی /کربن انجام شده است. هدف آن در نظر گرفتن پارامترهایی بود که بر نیروهای برش و تورق و ارتباط آنها با خواص مکانیکی کامپوزیت های دوخته شده و دوخته نشده اثر می گذارند.
نتایج تجربی نشان داده اند که نیروی رانش Fz, گشتاوری Mz، وقوع نقص ها و عامل تورق با تغذیه افزایش می یابند که اثر بیشتری نسبت به سرعت پیچش دارند. مستقل از سرعت گردش، نقصهای جزی زمانی ایجاد می شوند که یک تغذیه کم استفاده شده است. باید یادآوری کرد که کاهش نیروی رانش کارآمدترین روش برای کاهش خطر آسیب است.
علاوه بر این با کاهش تغذیه نقص های جزیی ایجاد می شوند بنابراین افزایش مقاومت در برابر ترک خوردگی کامپوزیت را در پی دارد. در مورد کامپوزیت دوخته نشده، کاهش جزیی مقاومت شکست با افزایش تغذیه ذکر شده و تعداد سیکل های بارگذاری یکسان باقی می مانند. تعداد سیکل های بارگذاری و تخلیه نیز برای نمونه های دوخته شده افزایش می یابد.
علاوه بر این میدان های کشش اندازه گیری شده توسط تکنیک همبستگی تصویر دیتیجال تغییر شکل مثبت را برای ورقه های دوخته شده نشان می دهد که با سطح دوخت متقارن است. یک ترک ناگهانی در جایی بروز می کند که یک شکست انتشاری برای کامپوزیت های دوخته نشده مشاهده شده است. در واقع، رشته یک شکل گیر ی آسان از بسته های غنی از رزین و تغییر شکل فیبر را دارد که حالت اصلی خرابی را تغییر می دهد.
انتشار صوتی (AE) سه مکانیزم آسیب را نشان می ده. و یادآور شد که ماتریس ترک خوردگی تقریبا برای کامپوزیت دوخته شده مته کاری شده با تغذیه کم وجود ندارد.
آزمایش کنونی اهمیت انتخاب شرایط برش مناسب و استفاده از کامپوزیت دوخته شده را برای کاهش آسیب های مته کاری جهت محدود کردن انتشار تورق بارگذاری و افزایش مقاومت کامپوزیت نشان می دهد.
لطفا به جای کپی مقالات با خرید آنها به قیمتی بسیار متناسب مشخص شده ما را در ارانه هر چه بیشتر مقالات و مضامین ترجمه شده علمی و بهبود محتویات سایت ایران ترجمه یاری دهید.
