ترجمه اندازه‌گیری ناهماهنگی فیبری زاویه کوچک در کامپوزیت‌های فیبری پیوسته

توضیحات

 عنوان فارسی: اندازه‌گیری ناهماهنگی فیبری زاویه کوچک در کامپوزیت‌های فیبری پیوسته

عنوان انگلیسی مقاله ترجمه شده:

Measurement of Small Angle Fiber Misalignments in Continuous Fiber Composites

اندازه‌گیری ناهماهنگی فیبری زاویه کوچک در کامپوزیت‌های فیبری پیوسته

 

خلاصه

در کامپوزیت‌های فیبری پیوسته و هماهنگ، در واقع فیبرها با زاویه‌ی کوچکی دارای عدم هماهنگی هستند. این ناهماهنگی‌ها، تاثیر قابل ملاحظه‌ای بر ویژگی‌های مکانیکی مختلف، نظیر استحکام فشاری طولی و مدول کششی، می‌گذارد. در این مقاله، روشی برای اندازه‌گیری میزان زاویه ناهماهنگی فیبر در محدوده 10± درجه با تفکیک‌پذیری تخمینی 25/0± درجه، ارائه شده است. این روش می‌تواند یک توزیع دو متغیره کامل را ایجاد کند که ناهماهنگی‌های داخل و خارج سطح را در بر دارد. برای نمایش، از داده‌های یک کامپوزیت فیبر کربنی (APC-2) استفاده شده است. توزیع ناهماهنگی برای کامپوزیت مذکور (یک ورقه 0/90 و یک ورقه یک طرفه) نیز آورده شده است. ملاحظه گردید که توزیع در ترکیب کامپوزیتی از نظر محوری متقارن است، اما با توجه به نوع ورقه تغییر می‌کند و این تغییرات به توالی ورقه‌ها بستگی دارد. در این ماده خاص مشاهده شد که فیبرها دارای انحراف 3± درجه‌ای هستند. انحراف معیار توزیع نیز در بازه‌ی 693/0 تا 936/1 درجه تغییر می‌کند.

 

1- مقدمه

تصور می‌شد که فیبرهای غیربافته‌ی پیوسته در کامپوزیت‌های با کارایی بالا، همگی بطور هماهنگ در یک جهت هستند، اما در حقیقت یک ناهماهنگی با زاویه کوچک در آن‌ها وجود دارد. منشاء ناهماهنگی فیبری هنوز هم مساله‌ای مهم است و چند عامل ممکن برای آن در نظر گرفته شده است. با این وجود، گاهی اوقات وجود ناهماهنگی زاویه‌ای به موجی بودن فیبر نسبت داده می‌شد و برای سال‌های زیادی مورد پذیرش قرار گرفته بود. در تمام این دوره زمانی، عنوان شد که ناهماهنگی فیبری تاثیر قابل توجهی بر خواص کامپوزیت نظیر مدول‌های تنش طولی، استحکام فشاری طولی، خواص انتقالی و عرضی مکانیکی، سختی شکست و تقویت لایه‌ها دارد.

عدم وجود اندازه‌گیری کمی ناهماهنگی زاویه کوچک، بررسی این حدسیات و نظریه‌های منتج شده از آن‌ها را سخت کرده است. این مقاله، روشی را برای اندازه‌گیری توزیع ناهماهنگی فیبر توصیف کرده است. این روش به‌طور خاص برای اندازه‌گیری عدم هماهنگی‌های کوچک که معمولا در کامپوزیت‌های با کارایی بالا یافت می‌شود (عدم هماهنگی در محدوده‌ی )، بررسی شده است.

برای توصیف روش، توزیع‌های عدم هماهنگی یک نمونه‌ی APC-2 (یک ماده کامپوزیتی کربن فیبر/ پلی‌اتر اتر کتون که بصورت تجاری در ICI Ltd در دسترس هستند) در نظر گرفته شده‌اند. داده‌های ارائه شده، توزیع ناهماهنگی اولیه در نمونه را نمایش می‌دهد و همچنین نشان می‌دهد که چگونه توزیع نهایی از توالی لایه‌ها تاثیر می‌پذیرد. توزیع‌های زاویه در سطح و خارج آن اندازه‌گیری شده و بخوبی نشان می‌دهد که اینها توزیع‌های حاشیه‌ای هستند و با یکدیگر، توزیع ناهماهنگی سه بعدی کامل را بخوبی اندازه‌گیری می‌کنند.

 

2- کارهای انجام شده

کارهای گذشته برای سنجش زاویه فیبر به کامپوزیت‌های فیبری کوتاه محدود شده است. اندازه‌گیری مستقیم با زاویه سنج ریزنگارها یا از طریق یک میکروسکوپ انجام می‌شود. بیشتر تلاش‌ها برای آماده‌سازی نمونه‌های مناسب، مثلا نمونه‌هایی با کنتراست مناسب بین فیبر و ماتریس، انجام شده است. مک‌گی و مک‌کلو یک روش پراش ظریف برای اندازه‌گیری پارامتر عدم‌هماهنگی فیبرهای کوتاه را توسعه دادند. در کامپوزیت‌های فیبری شیشه‌ای پیوسته، از فیبرهای رنگی برای مشاهده ناهماهنگی فیبری با اندازه‌گیری مستقیم، استفاده شده است.

بنظر می‌رسد که این روش‌ها در اندازه‌گیری ناهماهنگی‌های زیاد که در طی شکل‌گیری ایجاد می‌شوند، محدود هستند و برای اندازه‌گیری ناهماهنگی‌های زاویه کوچک که معمولا در کامپوزیت‌های فیبری پیوسته و تک جهته یافت می‌شوند، قابل استفاده نیستند و دارای تفکیک‌پذیری مناسبی نمی‌باشند. حساسیت پیش‌بینی شده بعنوان مثال برای استحکام فشاری طولی در ناهماهنگی فیبر (مثلا تغییر ناهماهنگی از 1 به 2 درجه، منجر به افت 50 درصدی استحکام می‌گردد)، تفکیک‌پذیری 5/0± درجه‌ای یا حتی مقدار نزدیک به حد مطلوب را ایجاد می‌کند، هر چند این مطلب در این مقاله مورد بررسی قرار نگرفته است. مطلوبیت، توانایی اندازه‌گیری کامل توزیع عدم هماهنگی است.

 

3- اندازه‌گیری عدم هماهنگی فیبر در حالت دو بعدی

برای سهولت، ابتدا در مورد حالت دو بعدی بحث خواهیم کرد. این روش براساس مشاهدات ساده است که در آن یک سطح بیضی بر روی یک استوانه دایره‌ای در نظر گرفته شده است. محور بزرگ بیضی ()، مربوط به زاویه‌ی بین صفحه انتخاب شده و محور استوانه (ω) است (شکل (1) را ببینید) و داریم:

          (1)                                                                                                      

که در آن، d قطر استوانه است. اگر آرایه‌ای از استوانه‌ها با همین صفحه برش داده شوند، اندازه‌گیری توزیع ، توزیع  را نتیجه می‌دهد که در آن زیرنویس، i امین استوانه را نشان می‌دهد.

توجه:

• برای دانلود فایل word کامل ترجمه از گزینه افزودن به سبد خرید بالا استفاده فرمایید.
• لینک دانلود فایل بلافاصله پس از خرید بصورت اتوماتیک برای شما ایمیل می گردد.

سفارش ترجمه مقاله

به منظور سفارش ترجمه تخصصی مقالات خود بر روی کلید زیر کلیک نمایید.

سفارش ترجمه تخصصی