بخشی از پاورپوینت
اسلاید 1 :
مواد مرکّب
اسلاید 2 :
در سال حدود 5 ميليون تن توليدات جهانی در زمينه کامپوزيت ها وجود دارد
کاربرد کامپوزيت ها را می توان در صنايع مختلف به شرح زير بيان کرد :
ساختمان 42%
حمل و نقل 30%
برق 17%
هوافضا 1%
ساير زمينه ها 10 %
اسلاید 3 :
کامپوزيت از دو يا چند جزء توسط بشر ساخته شده و اين ترکيب بصورت درشت ساختاری است و هر جزء بايد خواص خود را داشته باشد و در نهايت هدف خاصی از اين ترکيب مد نظر باشد
فوايد :
استحکام و سفتی بالا
نسبت وزن کم
ماده بطور مستقل از سازه می تواند طراحی شود (Tailoring)
فاز تقويت کننده-الياف الياف کربن، پليمری، فلزات(تنگستن) و الياف آراميد(Kevlar)
فاز تقويت شونده-ماتريس پليمرها، فلزات نرم
اسلاید 4 :
انواع کامپوزيت ها
MMC’sCMC’s PMC’s
Metal Matrix CompositesCeramic Matrix Comp’s. Polymer Matrix Comp’s
اسلاید 5 :
انواع کامپوزيت ها
اسلاید 6 :
الياف
اسلاید 7 :
الياف
اسلاید 8 :
Twill Carbon
Kevlar + Carbon
اسلاید 9 :
باری که روی کامپوزيت می آيد بصورت مساوی روی الياف تقسيم می شود
وظايف الياف :
تحمل بار ، الياف بايد دارای استحکام نهايي بالايي باشند
سازگاری الياف با ماتريس
وظايف ماتريس :
انتقال بار ، حفظ الياف ، جداسازی الياف ، سازگاری با الياف از نظر سازه ای ، سازگاری حرارتی
اسلاید 10 :
تقسيم بندی بر اساس ماتريس
PMC پايه پليمری
CMC پايه سراميکی
MMC پايه فلزی
CCC کربن کربن
95 درصد کامپوزيت ها PMC هستند
5 درصد باقيمانده MMC و CMC می باشند
اسلاید 11 :
Introduction to Micromechanics
اسلاید 12 :
دستگاه مختصات کامپوزيت ها
ما تنها به بررسي کامپوزيت هاي لايه اي با الياف پيوسته
مي پردازيم که تعداد لايه ها و زاويه الياف دلخواه مي باشد
continuous fiber laminated composites
اسلاید 13 :
دستگاه مختصات بفرم زير تعريف مي شود :
اسلاید 14 :
خواص مواد
خواص مواد بر اساس فرض تنش صفحه اي تعيين مي شود
E1, E2, ν12, ν21,G12
E1=σ1/ε1
or
E11=σ1/ε1
ν12=-ε2/ε1
E2=σ2/ε2
or
E22=σ2/ε2
ν21=-ε1/ε2
Transverse modulus
Longitudinal modulus
اسلاید 15 :
مدول برشي G12 در صفحه
برش خالص
Iosipescu آزمايش برش
G12=t12/g12
اسلاید 16 :
استحکام کششي در راستاي الياف
هنگامي که بار افزايش مي يابد موارد زير به ترتيب رخ مي دهند :
1) هم الياف و هم ماتريس بصورت الاستيک تغيير شکل مي يابند
2) الياف به تغيير شکل الاستيک خود ادامه مي دهند ، ولي ماتريس تغيير شکل پلاستيک مي دهد
3) هم الياف و هم ماتريس بصورت پلاستيک تغيير شکل مي يابند
4) الياف دچار گسيختگي شده و بدنبال آن کامپوزيت هم وامانده مي شود
اسلاید 17 :
قانون مخلوط ها براي استحکام کششي
راستايي موازي را براي الياف و ماتريس در نظر بگيريد
فرض کنيد کليه الياف داراي استحکام برابري هستند و نسبت به ماتريس شکننده اند
εcmax=εfmax
و فرض کنيد ماتريس از حداقل کسر حجمي لازم بيشتر الياف دارد
لذا داريم :
اسلاید 18 :
تنش واماندگي در کشش
اسلاید 19 :
واماندگي در کشش
اسلاید 20 :
واماندگي در کشش
مقدار کسر حجمي بحراني الياف که بعد از آن نقش تقويت کنندگي در کامپوزيت خواهد داشت از رابطه زير بدست مي آيد :
