قياس الخواص الميكانيكية لشرائح البوليمر المركبة من الألياف الزجاجية التي تم الحصول عليها من خلال عمليات التصنيع المختلفة

Summary

يصف هذا البحث عملية تصنيع لشرائح مصفوفة البوليمر المركبة المقواة بالألياف التي تم الحصول عليها باستخدام طريقة وضع اليد الرطبة / كيس التفريغ.

Abstract

تم تطبيق عملية وضع اليد الرطبة التقليدية (WL) على نطاق واسع في تصنيع شرائح الألياف المركبة. ومع ذلك ، بسبب عدم كفاية ضغط التشكيل ، يتم تقليل جزء الكتلة من الألياف ويتم احتجاز الكثير من فقاعات الهواء في الداخل ، مما يؤدي إلى شرائح منخفضة الجودة (صلابة وقوة منخفضة). تعتمد عملية وضع اليد الرطبة / كيس الفراغ (WLVB) لتصنيع الشرائح المركبة على عملية وضع اليد المبللة التقليدية ، باستخدام كيس مفرغ لإزالة فقاعات الهواء وتوفير الضغط ، ثم تنفيذ عملية التسخين والمعالجة.

بالمقارنة مع عملية وضع اليد التقليدية ، تظهر الشرائح المصنعة بواسطة عملية WLVB خصائص ميكانيكية فائقة ، بما في ذلك قوة وصلابة أفضل ، وجزء حجم ألياف أعلى ، وجزء حجم فراغ أقل ، وكلها فوائد للشرائح المركبة. هذه العملية يدوية تماما ، وتتأثر بشكل كبير بمهارات موظفي الإعداد. لذلك ، فإن المنتجات عرضة للعيوب مثل الفراغات والسماكة غير المتساوية ، مما يؤدي إلى صفات غير مستقرة وخواص ميكانيكية للصفح. وبالتالي ، من الضروري وصف عملية WLVB بدقة ، والتحكم بدقة في الخطوات ، وتحديد نسب المواد ، من أجل ضمان الخواص الميكانيكية للشرائح.

تصف هذه الورقة العملية الدقيقة لعملية WLVB لإعداد شرائح مركبة من الألياف الزجاجية المنسوجة ذات النمط العادي (GFRPs). تم حساب محتوى حجم الألياف للشرائح باستخدام طريقة الصيغة ، وأظهرت النتائج المحسوبة أن محتوى حجم الألياف لشرائح WL كان 42.04٪ ، بينما كان محتوى شرائح WLVB 57.82٪ ، بزيادة قدرها 15.78٪. تم تمييز الخواص الميكانيكية للشرائح باستخدام اختبارات الشد والتأثير. كشفت النتائج التجريبية أنه مع عملية WLVB ، تم تعزيز قوة ومعامل الشرائح بنسبة 17.4٪ و 16.35٪ على التوالي ، وزادت الطاقة الممتصة المحددة بنسبة 19.48٪.

Introduction

مركب البوليمر المقوى بالألياف (FRP) هو نوع من المواد عالية القوة يتم تصنيعها عن طريق خلط تقوية الألياف ومصفوفات البوليمر¹،^2،3. يستخدم على نطاق واسع في صناعات الطيران⁴،⁵،⁶ ، والبناء⁷،⁸ ، والسيارات⁹ ، والبحرية¹⁰،¹¹ نظرا لكثافته المنخفضة ، وصلابته وقوته العالية ، وخصائص التعب ^، ومقاومة التآكل الممتازة. تشمل الألياف الاصطناعية الشائعة ألياف الكربون....

Protocol

1. إعداد المواد

1. قطع ثماني قطع من نسيج الألياف الزجاجية المنسوجة 300 مم × 300 مم بالمقص. قم بلصق القطع أولا لمنع خيوط الألياف من السقوط.
   ملاحظة: ارتد قناعا وقفازات لمنع وخز الإصبع واستنشاق الخيوط عند قص القماش. ليس فقط نسيج الألياف الزجاجية المنسوجة ، ولكن النسيج أحادي الاتجاه وأنواع أخرى من الألياف ، مثل ألياف الكربون وألياف الأراميد ، متوفرة أيضا.
2. تزن 260 جم من راتنجات الايبوكسي و 78 جم من المقسى وفقا لنسبة الكتلة 10: 3.
   ملاحظة: يوصى بأن تكون نسبة نسيج الألياف ونظام الراتنج 360 جم من نظام راتنجات الايبوكسي لكل متر مربع من نسيج الألياف أحادي الطبقة.

2. عملية التصنيع

النتائج

يوضح الجدول 1 جزء حجم الألياف ومتوسط السماكة وعملية تصنيع العينات. يمثل G8-WLVB و G8-WL الشرائح التي تتكون من نسيج زجاجي مكون من 8 طبقات يتم تصنيعه عن طريق وضع اليد المبللة مع وبدون عملية كيس التفريغ ، على التوالي. من الواضح ، بمساعدة كيس التفريغ ، أن الشرائح لديها زيادة بنسبة 15.78٪ في جزء ?.......

Discussion

تركز هذه الورقة على عمليتي تصنيع مختلفتين لطريقة وضع اليد بتكلفة منخفضة. لذلك تم اختيار عمليتي تصنيع ليتم وصفهما بعناية في هذه الورقة ، وهما أبسط وأسهل في الإتقان وأقل في تكلفة الاستثمار ومناسبة للإنتاج مع تعديل المواد في المختبرات والمصانع الصغيرة. أثناء علاج الشرائح ، يلعب ضغط التوحيد ?.......

Materials

Name	Company	Catalog Number	Comments
breather fabric	Easy composites	BR180
drop-weight impact testing machine	Instron	9340
Epoxy matrix	Axson Technologies	5015/5015
glass fiber	Weihai Guangwei Composites	W-9311
non-porous release film	Easy composites	R240
Peel ply	Sino Composite	CVP200
perforated released film	Easy composites	R120-P3
test machine	ZwickRoell	250kN
vacuum film	Easy composites	GVB200