مطالعه تجربی رفتار کششی گلار 2/1 و 3/2 به کمک پردازش تصویر

مقالات آماده انتشار

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشگاه بوعلی سینا

2 مکانیک،فنی و مهندسی، دانشگاه بوعلی سینا، همدان، ایران

3 گروه مهندسی مکانیک، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه آیت الله العظمی بروجردی (ره)، بروجرد، ایران

10.22034/ijme.2024.427374.1881

چکیده

یکی از مواد مرکب ترکیبی با مقاومت ویژه بالا ورق‌های فلزی الیافی (اف ‌ام ال‌ها) هستند. این ورق‌ها به‌گونه‌ای طراحی می‌شوند که در عین سبکی، مقاومت و استحکام بالایی نیز از خود نشان می‌دهند، لذا در صنایع هوایی و در زمینه ساخت بدنه هواپیما کاربرد فراوانی دارند. در این پژوهش رفتار کششی ورق‌های فلزی الیافی از نوع گلار به‌صورت آزمایشگاهی بررسی می‌شود. نمونه‌های گلار از ورق‌ آلومینیوم 2024-T3 با ضخامت 0.8 میلی‌متر و اپوکسی تقویت شده با الیاف شیشه (E-glass, 200 g/cm2) بافته شده که با نام GFRE شناخته می‌شوند، ساخته شده‌اند. آرایش لایه‌ها در نمونه‌های گلار 2/1 و 3/2 به ترتیب Al/GFRE/Al و Al/GFRE/Al/GFRE/Al در نظر گرفته شد. ضخامت تقریبی نمونه‌های گلار 2/1 و 3/2 به ترتیب 2.32 و 3.88 میلی‌متر می‌باشد. در ساخت نمونه‌ها از پرس داغ استفاده شد. برای پخت گلار، در ابتدا نمونه به مدت 7.5 ساعت در دمای محیط و سپس، به مدت 6 ساعت در دمای 40 درجه سانتی‌گراد و تحت فشار 3 بار قرار گرفت. نمونه‌های آزمایش کشش بر طبق استاندارد ASTM D3039 تهیه و تحت شرایط شبه‌استاتیکی آزمایش شدند. با استفاده از روش پردازش تصویر مقدار نسبت پوآسون هر نمونه در مقایسه با آلومینیوم مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج نشان داد که استحکام کششی گلار 3/2 نسبت به گلار 2/1، 8.8 درصد افزایش‌یافته است. نسبت پوآسون گلار 2/1 و 3/2 نسبت به آلومینیوم به ترتیب 17 و 27 درصد کاهش را نشان داد. درنهایت، با استفاده از قانون اختلاط خواص مکانیکی لایه میانی با دقت مناسبی محاسبه گردید.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

عنوان مقاله [English]

An experimental study of GLARE 2/1 and 3/2 tensile behavior using Digital Image Correlation

نویسندگان [English]

  • Alborz Mohebi 1
  • Gholamhossein Majzoobi 2
  • Mohammad Kashfi 3
1 Bu-Ali Sina University
2 Mechanics, Technical and Engineering, Bu Ali Sina University, Hamadan, Iran
3 Mechanical engineering department, Engineering faculty, Ayatollah Boroujerdi ,University, Boroujerd, Iran
چکیده [English]

Fiber Metal Laminates (FMLs) are a type of composite material known for their high specific strength. These laminates are designed, as being lightweight, to offer exceptional resistance and strength. This characteristic makes FMLs widely utilized in the aviation industry and aircraft body construction. In this research, the tensile behavior of GLARE (Glass Laminate Aluminum Reinforced Epoxy) is experimentally investigated. GLARE specimens are made of aluminum 2024-T3 plates with a thickness of 0.8 mm and woven glass fibers (E-glass, 200g/cm2) reinforced epoxy, known as GFRE. The layering arrangement in GLARE 2/1 and 3/2 samples consists of Al/GFRE/Al and Al/GFRE/Al/GFRE/Al, respectively. The approximate thickness of GLARE 2/1 and 3/2 specimens is 2.32 mm and 3.88 mm, respectively. The samples are produced using the hot plate method. First, samples are cured at room temperature for 7.5 hours and then continued the curing process for an additional 6 hours under 40°C temperature and 3-bar pressure. Tensile test samples are prepared in accordance with the ASTM D3039 standard and tested under quasi-static conditions. The Poisson's ratio of the GLARE samples was evaluated in comparison to that of aluminum using Digital Image Correlation (DIC). The results indicated an 8.8% increase in tensile strength for GLARE 3/2 compared to that obtained for GLARE 2/1. Furthermore, the Poisson's ratio for GLARE 2/1 and 3/2, compared to aluminum, exhibited reductions of 17% and 27%, respectively. Additionally, the mechanical properties of the GFRE layer were accurately predicted using the Rule-of-Mixture.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Fiber Metal Laminate, GLARE, Glass fiber, Poisson&rsquo
  • s ratio
مهندسی ساخت و تولید ایران

مقالات آماده انتشار، پذیرفته شده
انتشار آنلاین از تاریخ 02 فروردین 1403

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار