فهرست مطالب

علوم و فناوری کامپوزیت - سال ششم شماره 2 (پیاپی 20، تابستان 1398)
  • سال ششم شماره 2 (پیاپی 20، تابستان 1398)
  • تاریخ انتشار: 1398/06/05
  • تعداد عناوین: 16
|
  • سیدمحمدرضا خلیلی، محسن زارعی، رضا اسلامی فارسانی* صفحات 183-189
    تشکیل میکروترک ها در کامپوزیت ها یکی از رایج ترین دلایل واماندگی آن ها می باشد. مهندسان از خودترمیمی که در سیستم های بیولوژیکی انجام می شود، الهام گرفته اند و از این موضوع برای ترمیم مواد مختلف از جمله کامپوزیت ها استفاده کرده اند. در این پژوهش با بهره گیری از روش های خودترمیمی، به ترمیم میکروترک ها و آسیب های ایجاد شده در یک کامپوزیت اپوکسی- الیاف شیشه پرداخته شده است. بدین منظور از یک سری میکرولوله های توخالی شیشه ای برای ایجاد مکانیزم ترمیم شوندگی استفاده شد. این میکرولوله ها با نوعی ماده ترمیمی که یک رزین دوجزئی می باشد، پر شدند. با ایجاد میکروترک ها یا خرابی های غیرقابل رویت و برخورد آن ها با دیواره میکرولوله ها، این لوله ها پاره شده و ماده ترمیمی درون آن ها در محل آسیب جریان پیدا می کند که با گذشت زمان باعث رفع آسیب می شود. هدف از پژوهش حاضر بررسی اثر سیکل های گرمایشی بر زمان ترمیم در این کامپوزیت هاست. بدین منظور سیکل های حرارتی متوالی (1، 3 و 5 سیکل) در محدوده دمایی 70-25 درجه سانتی گراد پس از ایجاد آسیب در نمونه، اعمال شدند. نتایج آزمون خمش بیانگر آن بود که بازده ترمیم 74 درصدی که با گذشت 7 روز بدست آمده، تقریبا با اعمال 5 سیکل گرمایشی در محدوده دمایی یاد شده با گذشت تنها 1 روز حاصل می شود.
    کلیدواژگان: کامپوزیت اپوکسی- الیاف شیشه، پدیده خودترمیمی، سیکل های گرمایشی، رفتار خمشی
  • آرش پالیزوان، فرشید مسیبی*، حسین عموشاهی صفحات 190-199
    در این پژوهش با استفاده از معادلات حاکم بر ورق نیمه ضخیم کامپوزیت ویسکوالاستیک بر مبنای نظریه تغییر شکل برشی مرتبه اول، تحت بار درون و خارج صفحه تغییر شکل حداکثر و بار بحرانی کمانشی در طول زمان محاسبه شده است. ویژگی های مکانیکی ماده ویسکوالاستیک با استفاده از بیان مدول آسودگی در فرم سری پرونی، به صورت خطی درنظر گرفته شده است. روابط متشکله به فرم چندجمله ای در حوزه لاپلاس-کارسون بیان شده اند. همچنین از تقریب ایلوشین و تبدیل معکوس لاپلاس-کارسون برای بازگرداندن پاسخ این معادلات به حوزه زمان کمک گرفته شده است. نهایتا برای حل معادلات حاکم به ازای مقادیر مختلف زمان از روش توابع پایه نمایی تعمیم یافته استفاده شده و نمودار تاریخچه زمانی خیز حداکثر و بار کمانشی بحرانی برای ورق ویسکوالاستیک به ازای شرایط مرزی مختلف رسم شده است و نتایج خمش و کمانش ورق مفصلی با منابع ارائه شده در پیشینه مقایسه شده اند. همچنین با بررسی ورق های دارای شرایط مرزی دو طرف مفصل-دو طرف گیردار و چهار طرف گیردار تحت بارگذاری عرضی و نیز درون صفحه، اثر تغییر شرایط مرزی مورد بررسی قرار گرفت. همچنین برای نمایش توانایی روش در حل شرایط مرزی متنوع، چند نوع شرط مرزی دیگر که روش های تحلیلی و نیمه تحلیلی قادر به حل آن ها نیستند نیز مورد بررسی قرار گرفته است. در تمامی موارد، روش پیشنهادی کارایی بهتری نسبت به سایر روش ها نشان می دهد.
    کلیدواژگان: ورق ویسکوالاستیک، روش توابع پایه نمایی تعمیم یافته، خمش ورق، کمانش ورق، تقریب ایلوشین
  • نبی اله رضائی گلشن، محمد حسین پل*، امید نجف زاده اصل صفحات 200-212
    لوله های کامپوزیتی در طول استقرار در محل یا کارکرد، ممکن است تحت بارهای ضربهای قرار گیرند. بارهای ضربهای می توانند در اثر سقوط اجسام، به وجود آمده و آسیبهای داخلی قابل توجهی را ایجاد کنند که موجب کاهش شدید مقاومت باقیمانده لایه ها در لوله های کامپوزیتی میشود. در این پژوهش، پارامترهای موثری نظیر ضخامت لوله، انرژی ضربه و قطر داخلی بر رفتار لوله های کامپوزیتی تک جداره تحت بارگذاری ضربه ای و آسیب های ناشی از این بارگذاری، به صورت عددی و با استفاده از نرم افزار ال اس داینا مورد مطالعه و بررسی قرار گرفته است. به این منظورلوله های کامپوزیتی با استفاده از المان 3D Solid 164 و مدل ماده CODAM مدل سازی شده و تحت بارگذاری ضربه ای سرعت پایین قرار داده شد. به منظور صحت سنجی داده مدل سازی و نتایج عددی، بعضی از نتایج عددی با نتایج تجربی مقایسه گردید. برای ساخت نمونه تجربی از سخت کننده اف 205، رزین ایپون 828 و الیاف 400 گرمی شیشه استفاده گردید. بررسی نتایج نشان داد نتایج عددی همخوانی خوبی با نتایج تجربی دارد. بررسی نتایج تحلیل عددی نشان داد که با افزایش قطر داخلی شبب نمودار تغییری نمی کند به عبارت دیگر با افزایش قطر استحکام نمونه افزایش و علاوه بر آن مقاومت نمونه در برابر ضربه هم افزایش پیدا می کند. همچنین با افزایش تعداد لایه ها در ساختار نمونه کامپوزیتی، سطح نیروی متوسط نمودار نیرو-جابه جایی بالاتر می رود که نشان دهنده افزایش مقاومت نمونه، در برابر بار ضربه ای وارد شده است.
    کلیدواژگان: لوله کامپوزیتی، خواص ضربه ای، سقوط وزنه، ضربه سرعت پایین
  • شهروز یوسف زاده*، اشکان اکبری، محمد نجفی صفحات 213-224
    در این تحقیق، ارتعاشات اجباری ورق نسبتا ضخیم مستطیلی از جنس مواد مدرج تابعی در تماس با سیال غیرقابل تراکم تحت بار متحرک مورد بررسی قرار گرفته است. تحلیل ورق بر اساس تئوری تغییر شکل برشی مرتبه اول رایزنر- میندلین با در نظر گرفتن اثرات اینرسی دورانی و تنش های برشی عرضی می باشد و برای مطالعه اثر فشار اعمال شده از سیال بر روی سطح آزاد ورق از مدل سازی جرم افزوده استفاده شده است. ابتدا برای ورق مستطیلی با دو لبه ی موازی بر روی تکیه گاه ساده، معادله مشخصه ارتعاشی برای بدست آوردن فرکانس های طبیعی استخراج شده، سپس با بکارگیری روش بسط شکل مودها، معادلات حاکم بر رفتار ارتعاش اجباری ورق نسبتا ضخیم مستطیلی بدست آمده است. در ادامه، بعد از صحه گذاری روی پاسخ های دقیق بدست آمده به تحلیل نتایج عددی ارتعاش اجباری و تاثیر پارامترهای مختلف هندسی از قبیل نسبت طول به عرض ورق، ضخامت به طول ورق، چگالی سیال، ارتفاع سیال و ضریب توانی کسر حجمی روی پاسخ دینامیکی ورق پرداخته شده است.
    کلیدواژگان: ورق مستطیلی، پاسخ دینامیکی، تئوری مرتبه اول تغییر شکل برشی، مواد مدرج تابعی
  • مرتضی هادی، هادی کریمی، امید بیات*، ایمان ابراهیم زاده صفحات 225-233
    در این تحقیق از پودر آلومیناید آهن سنتز شده به روش آلیاژسازی مکانیکی و عملیات آنیل برای تولید کامپوزیت کاربید تنگستن- آلومیناید آهن استفاده شد. مخلوط پودرهای کاربید تنگستن و آلومیناید آهن با ترکیب WC-25vol% FeAl به روش سینترینگ پلاسمای جرقه ای در دمای °C 1150 سنتز شد. سختی، تافنس شکست و رفتار سایشی نمونه تولیدی مورد ارزیابی قرار گرفت و نتایج آن با نمونه کاربید تنگستن- کبالت تجاری مقایسه شد. بررسی ساختاری از مخلوط پودری نشان داد که ذرات آلومیناید آهن و ذرات کاربید تنگستن به صورت کاملا همگن در همدیگر پخش شده اند که دلیل آن وجود ذرات آلومیناید آهن با اندازه ذره در محدوده 50 تا 800 نانومتر بوده است. در شرایط سینترینگ، وجود ذرات فاز زمینه آلومیناید آهن با اندازه نانو توانایی نفوذ سریع بین ذرات کاربیدی و همچنین پر کردن فضاهای خالی بین ذرات بزرگتر را داشته و منجر به تشکیل ساختار کاملا همگن با چگالی تقریبا برابر با چگالی تئوری شده است. سختی و تافنس شکست نمونه کاربید تنگستن- آلومیناید آهن تولیدی به ترتیب برابر با GPa 17.90 و MPa√m 9.1 به دست آمده است که نسبت به نمونه کاربید تنگستن- کبالت دارای سختی بالاتر (GPa 15.70) و تافنس شکست به میزان جزئی پایین تر است. نتایج آزمون سایش نشان داد که با افزایش دمای آزمون از دمای اتاق به °C500، نرخ سایش ویژه برای هر دو نمونه افزایش یافته است. همچنین نمونه کاربید تنگستن- آلومیناید آهن نسبت به نمونه کاربید تنگستن- کبالت در دو شرایط دمای اتاق و دمای °C 500 مقاومت به سایش بالاتری از خود نشان داد.
    کلیدواژگان: کاربید تنگستن، سینترینگ، خواص مکانیکی، سایش
  • مجید مختاری*، فرید نظری، مهدی طاهرخانی، هادی علی اکبریان، سهیل رادیوم صفحات 234-241
    پوشش های مخابراتی برای رویارویی با شرایط آب و هوایی سخت و با بیشترین شفافیت الکترومغناطیسی توسعه یافته اند. مقابله در برابر بادهای 220 کیلومتر بر ساعت، شرایط دمایی عملکردی 40- تا 60 درجه سانتی گراد، رطوبت 90%، تابش امواج فرابنفش و در نهایت افت امواج الکترومغناطیسی کمتر از 3/0 دسیبل و اختلاف دو پلاریزیسیون کمتر از 05/0 دسیبل از عمده ترین الزامات طراحی مرتبط با رادوم های مخابراتی هواشناسی است. در این مقاله طراحی مهندسی و تست های تجربی روی اولین نمونه از رادوم ساندویچی برای رادار هواشناسی باند C به همراه تست های الکترومغناطیسی و تست کمانش مربوط به پنل ها تفصیل شده است. الزامات محیطی با انتخاب مواد اجابت شده اند. ارزیابی پایداری مکانیکی با شبیه سازی المان محدود در نرم افزار آباکوس 6.12 و تست کمانش و ارزیابی بهره وری الکترومغناطیسی با تست الکترومغناطیسی ارزیابی شده است. نتایج تست کمانش نشان می دهد که ساختار ساخته شده می تواند تا بار کمانش 190 نیوتن را به طور ایمن تحمل کند. مطابق تست های الکترومغناطیسی الزامات مربوط به محدودیت های افت عبوری یک طرفه و اختلاف دو پلاریزاسیون با احراز مقادیر در محدوده، اجابت شده است و نمونه ی طراحی و ساخته شده قابلیت استفاده برای نمونه های اولیه را دارد.
    کلیدواژگان: رادوم، رادار هواشناسی، ساندویچ پنل، کمانش، افت عبوری امواج
  • زهرا روستا، حامد خسروی*، اسماعیل توحیدلو صفحات 242-247
    اصلاح ذرات تقویت کننده Mg2Si در کامپوزیت های درجای Al-Mg2Si به عنوان عامل کلیدی برای بهبود خواص مکانیکی این کامپوزیت ها به شمار می رود. در تحقیق حاضر، اثر افزودن اربیم بر مشخصه های ریزساختاری و رفتار فشاری کامپوزیت درجای Al-15 wt.% Mg2Siمورد بررسی قرار گرفته است. ریزساختار نمونه ها با استفاده از میکروسکوپ های نوری و الکترونی روبشی مورد مطالعه قرار گرفت. نتایج این تحقیق نشان داد که با افزودن 0.6 درصد وزنی اربیم اندازه ذرات Mg2Si اولیه از 14 به 8.5 میکرومتر کاهش یافته و همچنین مورفولوژی آن ها از حالت دندریتی به حالت چندوجهی تبدیل شد. افزودن اربیم باعث تغییر مورفولوژی Mg2Si یوتکتیکی از حالت ورقه ای به حالت الیافی ریز شد. در کنار این موارد، مقداری ترکیب Al3Er در حین انجماد کامپوزیت در ناحیه یوتکتیکی تشکیل شد. نتایج آزمون فشار نشان داد که افزودن اربیم باعث بهبود استحکام فشاری کامپوزیت می شود به طوری که بیشترین میزان بهبود (32 درصد) در ارتباط با نمونه حاوی 0.6 درصد اربیم مشاهده شد.
    کلیدواژگان: کامپوزیت درجای Al-Mg2Si، اربیم، ریزساختار، استحکام فشاری
  • میلاد حسین خانی، محتبی حقیقی یزدی*، محمود موسوی مشهدی، مجید صفرآبادی صفحات 248-254
    مواد کامپوزیتی با زمینه ی پلیمری به طور گسترده ای در صنایع حمل و نقل، دریایی، عمرانی، نظامی و هوایی مورد استفاده قرار می گیرند. رزین های مورد استفاده در ساخت چندلایه های کامپوزیتی، خواص وابسته به زمان از خود نشان می دهند، از این رو بررسی خاصیت ویسکوالاستیک در این مواد در بسیاری از کاربردها ضروری به نظر می رسد. در این مقاله بر روی خاصیت ویسکوالاستیک چندلایه کامپوزیتی تقویت شده با الیاف بلند و وابستگی آن به زاویه الیاف مطالعه صورت می گیرد و یک برنامه تکمیلی برای تعریف ماده ارتوتروپیک با خاصیت ویسکوالاستیک در نرم افزار اجزاء محدود آباکوس ارائه می گردد. مطالعه به دو روش آزمایشگاهی و شبیه سازی عددی انجام گرفته که نتایج شبیه سازی عددی انطباق خوبی با نتایج آزمایشگاهی دارند. در روش تجربی خاصیت ویسکوالاستیک با آزمون رهایی تنش در سه زاویه الیاف صفر، 45 و 90 درجه مشخصه سازی شده است. نتایج در نظر گرفتن خاصیت ویسکوالاستیک و عدم ایجاد آن در شبیه سازی آزمون رهایی تنش حاکی از آن است که در نظر نگرفتن این خاصیت در شبیه سازی عددی باعث به وجود آمدن خطا در نتایج شده که میزان این خطا در زاویه الیاف 90 درجه بیشترین و در زاویه الیاف صفر درجه کمترین است. نتایج نشان می دهد که میزان کاهش مدول رهایی تنش در زوایای الیاف صفر، 45 و 95 درجه در مدت زمان 150 دقیقه به ترتیب 5، 16 و 18 درصد مقدار اولیه می باشد.
    کلیدواژگان: چندلایه کامپوزیتی، ویسکوالاستیک، آزمون رهایی تنش، آزمون تجربی، شبیه سازی عددی
  • مرتضی مرادی، بهنام عامری، بیژن محمدی* صفحات 255-264
    در این مقاله تحلیل گسترده ای بر روی پیش بینی رفتار کمانش و پس کمانش پنل های متورق کامپوزیتی تک جهته دارای انحنا (کمان صفر و 60 درجه) به روش المان محدود انجام شده است. تحلیل با استفاده از قانون کشش-جدایش برای هندسه های حاوی یک و دو تورق عرضی صورت پذیرفته و جدایش بین لایه های مجاور حاوی این آسیب و اثر متقابل آن در پاسخ به بارگذاری فشاری ارزیابی شده است. اثر هندسه بدون عیب، هندسه های حاوی تورق بدون قابلیت رشد و دارای قابلیت رشد برروی رفتار پس کمانش مورد بررسی قرار گرفته است. تاثیر متقابل غیرخطی بسیار پیچیده بین هندسه، ماده و تغییر شکل های بزرگ در نظر گرفته شده است. پنل های با زاویه کمان صفر درجه با دیگر مقالات موجود مقایسه شده و تطابق مناسبی حاصل گردیده است. تفاوت بین رفتار کمانشی این سازه ها در حضور یک و دو تورق مورد تحلیل قرار گرفته و همچنین تمایز بین هندسه های تخت و زینی شکل در رفتار کمانش کلی، محلی و رشدهای پایدار و ناپایدار تورق مدنظر می باشد.
    کلیدواژگان: پسکمانش، ناحیه چسبنده، تورق، انحنا، کامپوزیت
  • امین خدادادی، غلامحسین لیاقت*، حامد احمدی، احمد رضا بهرامیان، داود شاهقلیان قهفرخی، یاور عنانی، سمانه آسمانی صفحات 265-274
    در این مقاله عملکرد بالستیکی چندلایه های کامپوزیتی دو و چهار لایه ساخته شده از پارچه کولار و رزین اپوکسی مورد بررسی قرار گرفته است. نمونه ها با استفاده از روش لایه گذاری دستی ساخته شده و تحت آزمایش ضربه بالستیک قرار گرفت. حد بالستیک و انرژی جذب شده، به عنوان معیاری از عملکرد بالستیکی صفحات کامپوزیتی ارزیابی گردید. آزمایش ها با استفاده از پرتابه استوانه ای سرکروی و در محدوده سرعت 20-120 متر بر ثانیه انجام شد. نحوه خرابی و شکست نمونه های کامپوزیت مورد ارزیابی قرار گرفت. همچنین با استفاده از نرم افزار ال اس داینا، ضربه سرعت بالا روی صفحات کامپوزیتی شبیه سازی شده است. بدین منظور، مدل دقیقی از پرتابه و هدف تهیه شد. لایه های کامپوزیت بصورت مجزا مدل سازی و با اعمال قیود مناسب به هم متصل گردید. این مدل عددی، با دقت خوبی میتواند سرعت حد بالستیک هدف های کامپوزیتی را تعیین نماید. حداکثر خطا برای نمونه های 2 و 4 لایه به ترتیب 6 و 10 درصد می باشد. به منظور بررسی اثر شکل دماغه پرتابه بر عملکرد بالستیکی کامپوزیت کولار/اپوکسی، شبیه سازی نفوذ با استفاده از دو پرتابه سرکروی و سرتخت در سرعت های مختلف انجام شد و حد بالستیک و انرژی جذب شده برای دو نوع پرتابه مقایسه گردید. حد بالستیک برای کامپوزیت دو و چهار لایه تحت ضربه پرتابه سرتخت، به ترتیب m/s 32.5 و43.7 می باشد که نسبت به پرتابه سرکروی 14 و 16 درصد افزایش دارد.
    کلیدواژگان: ضربه سرعت بالا، کامپوزیت کولار، اپوکسی، حد بالستیک، ال اس داینا، شکل دماغه پرتابه
  • محمد مراد شیخی*، علی صناعی صفحات 275-282
    در این تحقیق، خواص کششی، شامل استحکام کششی، مدول الاستیک و ازدیاد طول نانوکامپوزیت های سه تایی پلی پروپیلن/ لاستیک نیتریل کربوکسیل شده تقویت شده با نانوذرات سیلیکا بررسی شده است. برای طراحی آزمایش جهت تهیه ترکیبات از طرح Box-Behnken روش رویه پاسخ (RSM) استفاده شده است. بر اساس این طرح ازمایش 15 نمونه شامل 0، 2 و 4 درصد وزنی نانو ذرات سیلیکا 0، 3 و 6 درصد وزنی عامل سازگار کننده پلی پروپیلن مالئیکه (PP-gMA) و نیز 0، 5 و 10 درصد وزنی لاستیک نیتریل کربوکسیل شده توسط یک اکسترودر همسوگرد تهیه شدند. آزمون مکانیکی کشش برای تعیین استحکام کششی، مدول الاستیسیته و ازدیاد طول تا شکست ترکیبات انجام شد. نتایج نشان داد که افزودن نانو ذرات سیلیکا مدول الاستیک (به میزان 14 درصد) و استحکام کششی (به میزان 4 درصد) ترکیبات را افزایش می دهد. همچنین حضور لاستیک نیتریل کربوکسیل شده موجب افزایش ازدیاد طول تا شکست (به میزان 39 درصد) ترکیبات شده است و افزایش عامل سازگار کننده پلی پروپیلن مالئیکه اندکی استحکام کششی را افزایش می دهد. همچنین مشاهده شد که لاستیک نیتریل کربوکسیل شده بیشترین تاثیر را بر استحکام کششی و ازدیاد طول تا شکست دارد و نانو ذرات سیلیکا بیشترین تاثیر بر مدول الاستیک را دارند. در پایان برای هر خاصیت کششی یک مدل رگرسیون برحسب فاکتورهای موثر ارائه شد
    کلیدواژگان: پلی پروپیلن، خواص کششی، نانو پودر سیلیکا، روش رویه پاسخ، نانوکامپوزیت
  • الناز اسمی زاده، راضی صحرائیان*، قاسم نادری، مسعود اسفنده صفحات 283-293
    در این پژوهش، هیبرید نانوذرات رس اصلاح شده و نانوپرلیت سیلانه شده از طریق ترکیب ذوب مستقیم به پلی اتیلن با دانسیته پایین اضافه شد. نحوه پخش ذرات اضافه شده توسط میکروسکوپ الکترونی روبشی مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان میدهد که با افزودن میزان نانوپرکننده هیبریدی نانوپرلیت/نانورس سطح شکست نمونه ها زبرتر شده و شدت فرورفتگیها و برآمدگیها تشدید میشود. اثر نانوذرات هیبریدی بر روی خواص گرمایی پلی اتیلن مثل دمای ذوب و دمای بلورینگی بوسیله آزمون گرماسنجی روبشی تفاضلی مورد مطالعه قرار گرفت. با افزایش میزان نانوپرکننده هیبریدی نانوپرلیت/نانورس دمای ذوب و دمای بلورینگی نمونه های پلی اتیلن بالاتر میرود این موضوع به برهمکنش بین ذرات نانو هیبریدی و زنجیرهای پلیمری مربوط است. خواص مکانیکی تنش-کرنش نمونه های نانوکامپوزیت هیبریدی پلی اتیلن تحت تست کششی تک جهته مورد بررسی قرار گرفت. نتایج تجربی نشان میدهد که مدول یانگ و استحکام کششی کامپوزیت ها میتوانند با مقدار کمی نانوپرکننده بهبود یابند. علاوه بر این، برای بررسی رفتار تنش-کرنش نانوکامپوزیت هیبریدی پلی اتیلن، مدلهای ابرکشسان مانند آرودا-بویس، مونی-ریولین، چندجمله ای، یه-اوه، واندروالس و اگدن مورد مطالعه قرار گرفتند و با داده های تجربی مقایسه شدند . نتایج نشان داد که مدلهای آرودا-بویس، واندروالس، یه-اوه و مونی-ریولین به دلیل نداشتن ناوردای دوم تانسور، در تمامی مقادیر نانوپرکننده هیبریدی انحراف بیشتری از داده های تجربی از خود نشان میدهد در حالیکه مدلهای دیگر من جمله چندجمله ای مرتبه دوم و اگدن بعلت وجود مولفه ناوردای مرتیه بالاتر مکانیک پیوسته، نتایج مطلوبی برای نمونه های نانوکامپوزیتی پلی اتیلن/ نانوذرات رس/ نانوپرلیت به همراه داشت.
    کلیدواژگان: نانوکامپوزیت هیبریدی، نانوپرلیت، نانورس، ابرکشسان، رفتار مکانیکی
  • الهام اتحادی، داریوش افضلی*، منصوره بهزادی صفحات 294-299
    وجود ترکیبات آلی سولفوردارمانند دی بنزوتیوفن (DBT) در سوخت های حمل و نقل نه تنها یک منبع عمده باران اسیدی است، بلکه دلیل بسیاری از بیماری های جدی سیستم تنفسی انسان مانند سرطان ریه است. بر این اساس، حذف موثر DBT بسیار مهم است. در این پژوهش، نانو ذرات مغناطیسی به روش هم رسوبی سنتز شدند و سپس این نانو ذرات طی فرآیند پلیمریزاسیون اکسایش شیمیایی در محیط مایسلی با استفاده از سدیم دو دسیل سولفات به عنوان سورفکتانت به وسیله لایه نازکی از پلی آنیلین پوشش داده شدند. محصول سنتزی با استفاده از روش های میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM)، پراش اشعه ایکس (XRD) و طیف سنجی تبدیل فوریه مادون قرمز(FTIR) شناسایی شد. مدل های ایزوترم لانگمویر و فروندلیچ برای مطابقت داده های تعادلی برای نانوکامپوزیت مغناطیسی استفاده شدند. فرآیند جذب به خوبی توسط مدل لانگمویر (9899/0) توصیف می شود. جاذب مغناطیسی بیشینه ظرفیت جذب 42/118 میلی گرم بر گرم را در شرایط بهینه (مقدار جاذب؛ 01/0 گرم، زمان تماس؛ 15 دقیقه؛ pH؛ 3/9) فراهم کرد. و بیشینه ظرفیت جذب 42/118 میلی گرم بر گرم محاسبه گردید.
    کلیدواژگان: نانوکامپوزیت مغناطیسی، حذف دی بنزوتیوفن، جاذب
  • محمد امینی*، علیرضا خاوندی صفحات 300-309
    در این تحقیق، آزمون جذب آب بر روی کامپوزیت پلیمری تقویت شده با الیاف شیشه تک جهت (GFRP) به منظور به کارگیری در عایق های کامپوزیتی ولتاژ بالا انجام شد. نمونه های کامپوزیتی در دمای اتاق در آب مقطر، به صورت غوطه وری قرار گرفتند و مقاومت شان به جذب رطوبت برحسب نرخ جذب رطوبت، میزان جذب رطوبت و ضریب نفوذ ظاهری تعیین شد. همچنین اثر هندسه نمونه (اثر لبه) بر روی جذب رطوبت کامپوزیت موردبررسی قرار گرفت. بر طبق نتایج می توان پی برد که تغییرات در میزان رطوبت اثر ویژه ای بر روی خواص مکانیکی و الکتریکی مواد کامپوزیتی خواهد داشت. آزمون کشش به منظور تعیین خواص مکانیکی، اندازه گیری ولتاژ شکست و جریان نشتی به منظور بررسی خواص الکتریکی و تصویربرداری به کمک میکروسکوپ الکترونی عبوری برای مشاهده مورفولوژی نمونه های GFRP صورت گرفت. با افزایش زمان غوطه وری استحکام کششی و مدول یانگ نمونه ها کاهش یافت. بعلاوه، آب جذب شده به وسیله نمونه های کامپوزیتی منجر به افت ولتاژ شکست و افزایش جریان نشتی کامپوزیت شد که می تواند نشان دهنده ی تخریب آن ها باشد.
    کلیدواژگان: کامپوزیت پلیمری، جذب آب، ولتاژ شکست، جریان نشتی، استحکام کششی، بررسی ریزساختاری
  • روح اله کمانی، مهدی کمالی دولت آبادی*، علی اصغر اصغریان جدی، کورش نصراله زاده صفحات 310-318
    استفاده از بتن تقویت شده با منسوج (TRC) در صنعت ساختمان سازی به دلیل خواص مکانیکی مطلوب، سبکی سازه، مقاومت در برابر خوردگی و ظرفیت تحمل بار بالا در حال توسعه می باشد. عدم نفوذ کامل ذرات سیمانی به درون دسته الیاف باعث کاهش بهره وری الیاف در تحمل بار کششی و افزایش شکل پذیری سازه پس از شکست اولیه بتن می شود. مقدار کارایی الیاف در رفتار خمشی بتن تقویت شده با منسوج به عنوان یک عامل اساسی محسوب می شود. لذا هدف از این تحقیق افزایش کارایی دسته الیاف در تقویت بتن بوده است. در این تحقیق کارایی پارچه های حلقوی تاری پود گذاری شده در تقویت کننده بتن، میزان باربری و چقرمگی بتن تقویت شده با منسوج تحت آزمون خمشی چهارنقطه بررسی شده است. همچنین افزایش کارایی سازه با آغشته سازی منقطع منسوج تقویت کننده مورد بررسی قرار گفته است. نتایج نشان می دهد که آغشته سازی جزئی اپوکسی در کارایی منسوج تقویت کننده بتن موثر بوده و آغشته سازی منقطع با اپوکسی بهروری سازه را تا 50% ارتقاء داده است
    کلیدواژگان: رفتار خمشی، بتن تقویت شده با منسوج، کارایی دسته الیاف کرب
  • امیرمحمد زکی زاده، امیر رفاهی اسکوئی*، سید رضا حمزه لو صفحات 319-329
    از پانل های ساندویچی در سازه های مختلف هوافضا، کشتی، و غیره به دلیل نسبت استحکام به وزن بالا، عایق صوتی و حرارتی و خواصی نظیر آنها استفاده می گردد. مطالعه بر روی مکانیزم شکست در کامپوزیت ها و به خصوص پانل های ساندویچی از موارد به روز مورد تحقیق می باشد. در این مقاله برای مطالعه مقاومت به ضربه و انواع عیوب ایجاد شده در پانل های ساندویچی کامپوزیتی شیشه/ پلی استر با فوم پلی اورتان با 3 نوع لایه چینی مختلف، از داده های روش آزمون غیر مخرب آکوستیک امیشن استفاده شده است. با تحلیل همزمان داده های آکوستیک و مطالعه نمودارهای نیرو-جابجایی و تصاویر چشمی نمونه ها پس از ضربه های متفاوت 20، 38 و 60 ژول، بررسی مکانیزمهای شکست ایجاد شده صورت گرفته است. بدین منظور نمودار نیروجابجایی و انرژی آکوستیک در هر حوزه فرکانسی در حین ضربه تفسیر شده و ارتباط آنها با انواع شکست رخ داده در نمونه ها، مکانیزم شکست رخ داده ازقبیل شکست فاز زمینه پلی استر، الیاف، جدایش الیاف از فاز زمینه در این نوع پانل ساندویچی استخراج شده است. همچنین با مطالعه نمودارهای نیروجابجایی و بررسی پارامترهای حداکثر نیروی واکنشی و میزان برگشت الاستیک در تایید نتایج داده های آکوستیک صحه گذاری صورت گرفته است. نتایج نشان داد که مقاومت به ضربه لایه چینی متعامد از مابقی نمونه ها به مقدار حداقل 30 الی 40٪ در تمامی ضربه ها بیشتر بوده است.
    کلیدواژگان: آکوستیک امیشن، پانل ساندویچی، استحکام ضربه ای، مکانیزم های شکست
|
  • Seyed Mohammad Reza Khalili, Mohsen Zarei, Reza Eslami Farsani* Pages 183-189
    Crack creation in composites is one of the most common failure reasons of those materials. Engineers were inspired by self-healing action in biological systems and used this innovation for the healing of different kinds of materials such as composites. In this study, using the self-healing approaches, micro-crack and damage healing of a epoxy-glass fibers composite were under consideration. So one series of hollow glass fibers were used to fabricate self-healing mechanism. These hollow fibers were filled by one self-healing agent which is one two-part epoxy resin. After the creation of undetectable micro-cracks and damages and also their encounter with hollow fibers’ walls, these hollow glass fibers will crack and the self-healing agent in them would flow into damage area that after some time it repairs the damage. The ain of the present study was to investigate the effect of heating cycles over time is restored in the composite. So consecutive temperature cycles (1, 3 and 5 cycle) in temperature were implemented in the range of 25-70 °C after damage creation in the sample. The results of bending tests show that a 74% healing efficiency can be gained after 7 days almost with 5 cycles of heat in mentioned temperature range only after one day.
    Keywords: Epoxy-glass fiber composite, Self-healing phenomenon, Heating cycle, Bending behavior
  • Arash Palizvan, Farshid Mossaiby *, Hossein Amoushahi Pages 190-199
    In this study, we employ first-order shear deformation theory to calculate maximum deformation and critical buckling load of moderately thick viscoelastic composite plates. These quantities are calculated over time under in-plane and out of plane loadings. The mechanical properties of the viscoelastic material are assumed linearly by expressing the modulus of relaxation in the form of the Prony series. Constitutive equations are expressed as polynomials in the Laplace-Carson domain. Also, the Illyushin’s approximation and inverse Laplace-Carson methods have been used for calculating the response of these relations in the time domain. Finally, the method of generalized exponential basis functions is used to solve the governing equations for different values of time. Finally, the method of generalized exponential basis functions is used to solve the governing equations for different time values. The time-history of maximum deflection and critical buckling load are presented for the plates with different boundary conditions. The results of bending and buckling of the simply-supported plates are compared with the existing literature. Plates with two edges simply-supported and other edges fixed as well as those with all edges fixed are considered under transverse and in-plane loading, to investigate the effect of changing boundary conditions. Several problems with different boundary conditions are considered which many other analytical and semi analytical methods are unable to handle. In all cases the proposed method has been able to outperform the other methods.
    Keywords: viscoelastic plate, generalized exponential basis functions, plate bending, plate buckling, Illyushin’s approximation method
  • Nabi Rezaei Golshan, Mohammad Hossein Pol *, Omid Najafzade Asl Pages 200-212
    There is possibility of impact loading on composite tubes while they are being placed or operated. Impact loads can be caused by the objects falls and they are able to make considerable internal damages that decrease residual resistance of layers in composite tubes. In the present study, effective parameters such as tube thickness, impact energy and inner diameter on single-wall tubes behavior under impacting and its consequent damages have been studied numerically, using LS-dyna software. Therefore, composite tubes have been modeled using 3D Solid 164 element and CODAM material model and they have been impact loaded with low velocity. In order to validate the numerical results and modeling, some of the numerical results have been compared with experimental data. An experimental sample of F205 hardener, Epon 828 resin and 400 g/m2 glass fiber was used to make the test sample. There is a reasonable good agreement between experimental and numerical results. Result discussion showed that there are no changes in diagram slope with increase in inner diameter. In other words sample strength and its resistance to impact are increased with growing in inner diameter. Furthermore, mean force level of force-displacement diagram goes up with increase in number of layers in composite sample structure which indicates an increase in sample resistance to impact.
    Keywords: Comosite tube, Impact peroperties, Drop wieght & low velocity impact
  • Shahrouz Yousefzadeh *, Ashkan Akbari, Mohammad Najafi Pages 213-224
    This study is investigated the forced vibration analysis of a moderately thick rectangular plate under moving load, which are composed of functionally graded materials and floating on incompressible fluid. The governing equations of the plate are analytically derived based on First-order Shear Deformation Theory (FSDT) with consideration of rotational inertial effects and transverse shear stresses. In order to obtaining the applied pressure on the free surface plate, the method of added mass is used. At first, the natural frequencies and shape modes of the rectangular plate with two parallel simply-supported edges are determined by decoupling and solving the motion equations system. Then, the forced vibration of the plate is investigated by shape mode expansions. Finally, the results of this study are compared and validated with results of other works and the effects of the different geometrical parameters such as the length to width ratio, the height to length ratio, fluid density, fluid depth and index of volume fraction on the dynamic response of the plate are investigated.
    Keywords: Rectangular plate, Dynamic response, First-order shear deformation theory, Functionally graded materials
  • Morteza Hadi, Hadi Karimi, Omid Bayat *, Iman Ebrahimzadeh Pages 225-233
    In this study, a FeAl powder synthesized by mechanical alloying and annealing process was used as a binder to produce WC-FeAl composite. The powders of WC and FeAl were blended with composition of WC-25 vol% FeAl and sintered by spark plasma sintering at 1150℃. The hardness, fracture toughness and wear behavior of sintered WC-FeAl sample was investigated and compared with a commercial WC-Co. Structural evaluation of mixed powder was showed a homogeneous distribution of WC and FeAl which related to particle size of FeAl to be in the range of 50-800 nm. FeAl nanoparticles were able to diffuse faster between WC particles and occupy interparticle spaces among larger particles in the sintering condition; thus resulted to formation of an almost homogeneous structure with densification to near theoretical density. The hardness and fracture toughness of WC-FeAl was 17.90 GPa and 9.1 MPa√m, respectively that this hardness was higher than that of WC-Co (15.7 GPa) and fracture toughness was lower slightly. The results for wear test showed that the specific wear rate of both samples was enhanced with increasing the test temperature from room temperature to 500℃. Furthermore, WC-FeAl showed higher wear resistance than WC-Co at both room and 500℃ temperatures.
    Keywords: Tungsten carbide, Sintering, Mechanical properties, Wear
  • Majid Mokhtari *, Farid Nazari, Madhid Taherkhani, Hadi Aliakbarian, Soheil Radiom Pages 234-241
    The antenna radomes have been developed to protect antenna systems against harsh environmental conditions, with the most electromagnetic transparency. The wind speed of 220 km/h, -40 to 65 degrees Celsius of temperature deviations, 90 % of relative humidity (RH), protection for UV radiation and finally, one way electromagnetic loss of less than 0.3 dB along with the maximum difference between vertical and horizontal polarizations of 0.05 dB are the main requirements of the weather radar radomes. In this paper, engineering design and experimental studies of some samples of the first sandwich panel radome of C – band weather radar, including manufacturing process, buckling and electromagnetic experimental tests, have been briefly explained. In the material selection process the environmental requirement have been considered. Evaluation of mechanical stability of the radome under wind pressure has been studied in experimental buckle tests and finite element analysis with ABAQUS 6.12. Insertion loss test in anechoic chamber was done to evaluate the transparency of the sandwich panel samples. Buckling tests show that the manufactured sandwich panel can oppose safely with 190 N buckling load. According to the electromagnetic insertion loss tests of the manufactured panels show that the one way insertion loss and the difference between the vertical and horizontal polarizations, are in the range of the required limitations.
    Keywords: Radome, Weather radar, sandwich panel, Buckling, Insertion loss
  • Zahra Rousta, Hamed Khosravi *, Esmaeil Tohidlou Pages 242-247
    The modification of Mg2Si is considered as a key parameter to improve the mechanical properties of Al-Mg2Si composites. In the present work, the effect of erbium (Er) on the microstructural charactristics and compressive behavior of cast Al-15 wt.% Mg2Si in situ metal matrix composite was studied. Microstructural examination was conducted using optical and scanning electron microscopy (SEM). The results showed that the size of the primary Mg2Si phase was reduced from 14 to 8.5 μm with the addition of 0.6 wt.% Er and the its morphology was modified from a coarse dendritic shape to a polyhedral shape. Through the addition of Er, the morphology of eutectic Mg2Si was also altered from coarse flake-like to a fine fibrous form. Besides, it was found that some Al3Er compound were formed during solidification. Compression test indicated that Er addition enhanced the compressive strength of the composite. The highest compressive strength was obtained for the 0.6 wt.% of Er-modified composite with 32% increase.
    Keywords: Al-Mg2Si in situ composite, Erbium, Microstructure, Compressive strength
  • Milad Hosseinkhani, Mojtaba Haghighi Yazdi *, Mahmoud Mousavi, Mashhadi, Majid Safarabadi Pages 248-254
    Polymer matrix composite materials are widely used in transportation, marine, civil, martial and aero-space industries. Resins used in composite laminates have time-dependent properties making the investigation of this property on composite laminates inevitable. In this paper, the effect of fiber orientation on viscoelastic behavior of composite laminates reinforced with long fibers is studied and a subroutine code is developed for orthotropic materials with viscoelastic behavior in Abaqus. Both experimental and numerical methods are used and the obtained results show good agreement. In experimental tests stress relaxation tests are applied for three fiber orientations of 0, 45 and 90 degree. Results show that ignoring viscoelastic behavior in numerical simulation lead to erroneous, with maximum and minimum values at 90 and 0 degree, respectively. Also results show that decreasing of relaxation modulus in 150 minutes for 0, 45 and 90 degree fiber orientation are 5, 16 and 18 percentage of initial value, respectively.
    Keywords: Composite laminate, Viscoelastic behavior, Stress relaxation test, experimental method, FEM
  • Morteza Moradi, Behnam Ameri, Bijan Mohammadi * Pages 255-264
    In this paper an extensive analysis have been performed on the buckling and post buckling response of unidirectional delaminated composite panels with the different curvatures (zero and 60 degrees of arc’s angle) by means of finite element method. Adjacent plies debonding is simulated by traction–separation law for the geometries containing one and two delaminations through the width and the influence of them on the response of the structure to the compressive loading is investigated. The effect of intact geometry and defective geometry containing delaminations with and without growth capability have been investigated. The complex contribution between nonlinear geometry, material non linearity, and large deformation is considered. Comparing the present results with other literatures in the special case of flat plates, indicates an excellent accuracy. The differences between the global and local buckling response, stable and unstable delamination growth of structures containing one and two delaminations in flat and saddles geometries is compared.
    Keywords: Post-buckling, Cohesive Zone Modeling, Delamination, Curvature, Composite
  • Amin Khodadadi, Gholamhossein Liaghat *, Hamed Ahmadi, Ahmad Reza Bahramian, Davoud Shahgholian, Yavar Anani, Samane Asemani Pages 265-274
    In this paper, the ballistic performance of two and four-layer composite plates made of Kevlar fabric and epoxy has been investigated. Composite samples were made by hand-laying method and ballistic tests were conducted. The ballistic limit and absorbed energy were evaluated as a criteria of the ballistic performance of composite plates. Experiments were carried out using a hemispherical projectile in a velocity range of 20-120 m/s. Damage and failure of composites was evaluated. Also, using the LS-DYNA software, high velocity impact simulation on composite plates was performed. So, a precise model of projectile and target was prepared. The composite layers are individually modeled and connected to each other by appropriate constraints. This numerical model can accurately determine the ballistic limit of composite targets. Maximum error was 6 and 10% for 2 and 4 layer composites respectively. In order to investigate the effect of the projectile shape on the ballistic performance of the Kevlar/Epoxy composite, simulation was carried out using a hemispherical and blunt projectile at different velocities and ballistic limit and absorbed energy for two types of projectiles were compared. The ballistic limit for 4 and four-layer composites under impact of blunt projectile is 32.5 and 43.7 m/s, which is 14 and 16% higher than the hemispherical projectile.
    Keywords: High velocity impact, Kevlar, Epoxy composite, Ballistic limit, LS-DYNA, projectile nose shape
  • Mohammad Morad Sheikhi *, Ali Sanaei Pages 275-282
    In this study, tensile properties of nanocomposites based on polypropylene/ Carboxylated Nitrile Rubber /Silica nano powder (PP/XNBR/Sic) were studied by using response surface methodology(RSM). The design of the experiment was carried out using Box-Behnken of the RSM method. The samples were produced using a co-rotating twin screw extruder including 0,2,4 Wt.% of nano particles, 0, 5, 10 Wt.% of carboxylated Nitrile Rubber and 0,3,6 Wt.% of Polypropylene-g-glycidyl Methacrylate (PP-gMA) as comptabilizer. tensile test was carried out to obtain tensile strength, elastic modulus and elongation at break of nano composites. The results showed that elastic modulus and tensile strength of nanocomposites were increased with addition of nano silica powder by 45% and 9% respectively. Also, the presence of XNBR was increased elongation at break by 39% and increasing the comptabilizer factor (PP-gMA) has slightly increased the tensile strength. In addition, it was found that XNBR has the greatest effect on tensile strength and elongation at break and silica nano powder has the greatest effect on elastic modulus. Finally, a regression model was obtained for tensile strength, elastic modulus and elongation at break, respectively
    Keywords: Polypropylene, tensile properties, Silica nano powder, Response surface methodology, nano composite
  • Elnaz Esmizadeh, Razi Sahraeian *, Ghasem Naderi, Masoud Esfandeh Pages 283-293
    This contribution concerns preparation and characterization of low-density polyethylene (LDPE) melt-mixed blends in the presence of organically-modified montmorillonite nanoclays and silane-modified nano perlite. Dispersion state of hybrid nanofillers was observed by scanning electron microscopy (SEM) technique. A significant increase in average roughness of fracture surface of polyethylene with addition of hybrid nanofillers and intensive ridges and valleys are observed in the samples. Crystallization and melting characteristics of LDPE nanocomposites reinforced by hybrid nanoclay/nanoperlite were studied by differential scanning calorimetry (DSC) in isothermal mode. Hybrid nanofiller incorporation increased crystallization and melting temperature which can be related to high interaction between polymeric chains and hybrid nanofillers. The results of mechanical investigation revealed that Young’s modulus and tensile strength of LDPE are improved with introduction of hybrid nanofiller. Six constitutive models, Yeoh, Arruda-Boyce, Mooney-Rivilen, polynomial, Van der Waals, and Odgen were applied to investigate the stress-strain behavior of LDPE/nano clay/nano perlite nanocomposites. It was concluded that the ability of these models to predict the true behavior of the nanocomposite samples directly depends on the amount of hybrid nanofiller. Results showed that Arruda-Boyce, Vander-Waals, Yeoh and Mooney-Rivlin models show more deviation from experimental data in all nanohybrid filler content, whereas the others, Ogden, polynomial (2), can be used for all samples.
    Keywords: Hybrid nanocomposite, nanoperlite, Nanoclay, Hyperelastic, mechanical behavior
  • Elham Etehadi, Daryoush Afzali *, Mansoureh Behzadi Pages 294-299
    The existence of organosulfur compounds such as dibenzothiophene (DBT) in transportation fuels is not only a major source of acid rain, but also the reason many serious diseases of human respiratory system, such as lung cancer. Accordingly, efficient removal of DBT is very important. In the present work, magnetic nanoparticles were synthesis by co-precipitation method and then, these nanoparticles were covered with thin layer of polyaniline by chemical oxidation polymerization method in micellar medium using sodium dodecyl sulfate as surfactant. The synthetic product was characterized by scanning electron microscopy (SEM), X-ray diffraction (XRD), and Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR). Langmuir and Freundlich isotherm models were used to fit equilibrium data for magnetic nanocomposite. Adsorption process could be well described by the Langmuir model (0.9899). The magnetic adsorbent afforded a maximum adsorption capacity of 118.42 mg g-1 at the optimized conditions (adsorbent dose, 0.01g; contact time, 15 min and pH, 9.3).
    Keywords: Nanocomposite, Dibenzothiphene removal, Sorbent
  • Mohammad Amini *, Alireza Khavandi Pages 300-309
    Water absorption tests were performed on unidirectional glass/polymer composite materials used in high voltage composite (nonceramic) insulators. The composites were based on E-glass fibers with polyester resin. The composites were exposed to distilled water at room temperature and their resistance to moisture absorption in terms of the rate of moisture absorption, maximum moisture content and apparent diffusivity was determined. In particular, the effects of specimen geometry (the edge effect) on moisture absorption by the composites were evaluated. It was found that changes in moisture content have a special effect on the mechanical and electrical properties of the composite material. The tensile test was conducted to determine the mechanical properties, breakdown voltage and the leakage current were measured to determine the electrical properties and scanning electron microscopy was used to observe the morphological property of Glass Fiber Reinforced Polymer (GFRP) samples. A reduction in both module and tensile strength was observed with water aging. Furthermore, Water absorbed by composite samples had a detrimental influence on the breakdown voltage and leakage current of composite specimens that could be an indicator of degradation.
    Keywords: Polymer composite, Water absorption, Breakdown voltage, Leakage current, Tensile strength, Microstructural characterization
  • Roohollah Kamani, Mehdi Kamali Dolatabadi *, Ali Asghar Asghharian Jeddi, Kourosh Nasrollahzadeh Pages 310-318
    The use of Textile Reinforced Concrete (TRC) materials have been developed in the construction industry due to their superior mechanical properties as well as corrosion-resistant and light weight concrete with high load-bearing capacity. Fine grained concrete penetrated within the bundle of fibers (rovings) partially. This fact reduce the load bearing capacity of fibers and enhance ductility after the first cracks. The fibers efficiency is the key aspect in the bending behavior of TRCs. The purpose of this study was to increase the fibers efficiency of TRCs. In this research, the influence of weft insertion wrap knitted fabrics by different number of carbon rovings on the flexural strength, ductility, toughness and failure mode under four points bending test evaluated experimentally. Furthermore, the fibers efficiency was improved by partially impregnated fabrics with spotted epoxy. This technique causes increased fiber efficiency in comparison with the fabric without epoxy upper fifty present and improving bending properties of TRCs.
    Keywords: Bending behavior, Textile reinforced concrete, Bundle of carbon fibers efficiency
  • Amir Mohamad Zakizadeh, Amir Refahi Oskouei *, Reza Hamzeloo Pages 319-329
    Nowadays increasing application of Sandwich panels in various structures as like as aerospace and ship is due to excellent high strength to weight ratio, sound insulation and thermal properties. The study of failure mechanism in composites and especially sandwich panels are investigated as cutting edge. In this research, the acoustic emission data of low velocity impact tests has been used to study the impact strength and various defects created in glass / polyester-polyurthane foam composite sandwich panels with 3 different types of Lay-up technique. The analysis of the acoustic data and the study of the force-displacement diagrams and the visual images of the specimens after the various impacts of 20, 38 and 60 J have been studied. For this purpose, the obtained force-displacement diagrams and acoustic energy in each frequency range during the impact tests are interpreted and their relation to the types of failure mechanism, such as matrix cracking, fiber breakage and debonding in this type of sandwich panel has been extracted. Also, by studying the force-displacement diagrams and investigating the maximum reaction force and elastic return strength, acoustic events in signals has been verified. The results showed that the impact resistance of the cross-ply lay-up was30 to 40% higher than other specimens in the all impact tests.
    Keywords: Acoustic emission, sandwich panel, Impact strength, failure mechanisms