بررسی رشد ترک تیر کامپوزیتی شیشه/اپوکسی با زوایای مختلف در شکست مد اول به کمک روش امپدانس الکترومکانیکی

کامپوزیت های پلیمری با الیاف شیشه نوع متداولی از کامپوزیت ها هستند که با تغییر پارامترهای مختلفی مانند چینش زاویه ای آنها می توان به مقدار بهینه ای از استحکام یا خواص مکانیکی مطلوب بنا به کاربردهای مختلف رسید. تخریب در این نوع کامپوزیت ها، شامل ترکیب مکانیزمهای مختلف از قبیل شکست ماتریس، شکست الیاف، جدایش لایه ای و جدایش الیاف از ماتریس می باشد. دراین مقاله به بررسی تجربی مکانیزمهای شکست مد اول در تیرکامپوزیتی شیشه/اپوکسی با چیدمان زوایای مختلف به کمک اندازه گیری غیرمخرب امپدانس الکترومکانیکی، نمودارهای نیروجابجایی و مشاهدات چشمی وسازه پرداخته می شود. بدین منظور پس از ساخت نمونه های تیر و نصب سنسور پیزوالکتریک بر روی آنها، درحین فرآیند کشش و بازشدگی ترک در مد اول شکست تیر، طیف های امپدانس اندازه گیری شده و با طیف مرجع تیر سالم مقایسه می شود. پس از انطباق زمانی و مکانی رشد لحظه ای ترک در آزمون امپدانس با کمک فیلم برداری و شاخص های مدرج برروی نمونه تیر صورت گرفته، رشدهای مداوم و سریع ترک با شدت های مختلف تشخیص داده شد. با مطالعه داده های تیرهای با چیدمان زوایای مختلف مشخص شد که نمونه 0/90 پایدارتر و دارای تغییرات نیرویی کمتری بوده، همچنین مد غالب شکست در این نمونه شکست ماتریس بوده است. این تحقیق نشان داد که می توان از اندازه گیری امپدانس الکترومکانیکی به عنوان ابزاری جهت تشخیص شروع و اشاعه ترک این نوع از تیرهای کامپوزیتی با توجه به حساسیت بالا در مراحل مختلف رشد ترک استفاده نمود.