بررسی تجربی و بهینه‌سازی آماری پارامترهای ساخت مؤثر بر استحکام خمشی پانل‌های مشبک کامپوزیتی

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 کارشناسی ارشد، مجتمع دانشگاهی مواد و فناوری های ساخت، دانشگاه صنعتی مالک اشتر، تهران، ایران.

2 استادیار، مجتمع دانشگاهی مواد و فناوری های ساخت، دانشگاه صنعتی مالک اشتر، تهران، ایران.

3 دانشجوی دکتری، مجتمع دانشگاهی مواد و فناوری های ساخت، دانشگاه صنعتی مالک اشتر، تهران، ایران.

4 استاد، مجتمع دانشگاهی مواد و فناوری های ساخت، دانشگاه صنعتی مالک اشتر، تهران، ایران.

چکیده

هدف از این پژوهش، بررسی اثر پارامترهای ساخت بر استحکام خمشی پانل‌های مشبک کامپوزیتی به روش تجربی- آماری می‌باشد. برای نیل به این هدف پس از مطالعه روش‌های ساخت پانل‌های مشبک کامپوزیتی و شناخت پارامترهایی که در ساخت این پانل‌ها مؤثر هستند و با در نظر گرفتن امکانات موجود، چهار پارامتر سیکل پخت، فشار حین پخت، دمای رزین و کشش الیاف، به‌عنوان مهم‌ترین پارامترهای تأثیرگذار در ساخت این پانل‌ها انتخاب شدند. در مرحله بعد با انتخاب سه سطح برای هر پارامتر با استفاده از روش طراحی آزمایش تاگوچی از بین ۸۱ حالت ممکن ساخت، ۹ حالت پیشنهادی تاگوچی برای ساخت ۹ پانل، در نظر گرفته شد. پس از ساخت این نمونه‌ها، با استفاده از روش‌های تجزیه‌وتحلیل مقدماتی و آنالیز واریانس، شرایط بهینه ساخت و میزان تأثیر هر پارامتر بر استحکام مشخص شد و نتایج، با خروجی نرم‌افزار طراحی آزمایش کوالیتک مقایسه شد. شرایط بهینه ساخت عبارت است از سیکل پخت به صورت ۴ ساعت پخت در ۸۰ درجه و ۲ ساعت در ۱۶۰ درجه، فشار ۳ بار، دمای آغشته سازی رزین ۶۰ درجه و کشش الیاف ۷۰ نیوتن متر. همچنین کشش الیاف با %72/53 بیشترین و پارامتر فشار با %۹۹/ کمترین تأثیر را بر پاسخ داشتند و تأثیر دمای رزین و سیکل پخت بر پاسخ به ترتیب، %11/99 و %11/67 می‌باشند.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Experimental study and statistical optimization of fabrication parameters affecting the flexural strength of composite grid-stiffened panels

نویسندگان [English]

  • Mahdi Farhadi 1
  • Ali Davar 2
  • Mohsen Heydari Beni 3
  • Jafar Eskandari Jam 4
1 Faculty of Materials and Manufacturing Technologies, Malek Ashtar University of Technologies, Iran.
2 Faculty of Materials and Manufacturing Technologies, Malek Ashtar University of Technologies, Iran.
3 Faculty of Materials and Manufacturing Technologies, Malek Ashtar University of Technologies, Iran.
4 Faculty of Materials and Manufacturing Technologies, Malek Ashtar University of Technologies, Iran.
چکیده [English]

The purpose of this study is to investigate the effect of effective manufacturing parameters on the flexural strength of composite mesh panels by experimental-statistical method. To achieve this goal, after studying the methods of making composite mesh panels and recognizing the parameters that are effective in making these panels, and considering the available facilities, four parameters of firing cycle, pressure during firing, resin temperature and fiber tension as the most important effective parameters They were selected to build these panels. In the next step, by selecting three levels for each parameter using Taguchi experiment design method from among 81 possible construction modes, 9 Taguchi proposed modes for constructing 9 panels were considered. After fabrication of these samples, using the methods of preliminary analysis and analysis of variance, the optimal construction conditions and the effect of each parameter on the strength were determined and the results were compared with the output of qualitative test design software. Optimal manufacturing conditions are 4 cycles of baking cycle at 80 °C and 2 hours at 160 °C, 3 bar pressure, 60 °C resin impregnation temperature and 70 N.m fiber stretch. Also, fiber tension with 73.34% had the highest and pressure parameter with 0.99% had the least effect on the response and the effect of resin temperature and curing cycle on the response were 11.99% and 11.67%, respectively.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Statistical-experimental analysis
  • composite grid-stiffened panels
  • flexural strength
  • fabrication parameters