ارزیابی تجربی استحکام اتصال در کامپوزیت‌های تک جهته پلی‌پروپیلن-شیشه تحت بار کششی

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشگاه تربیت مدرس

2 مهندسی ساخت و تولید، دانشکده مکانیک، دانشگاه تربیت مدرس

3 دانشگاه تربیت مدرس- دانشکده مکانیک

چکیده

کامپوزیت‌های گرمانرم به دلیل خواص ذاتی در صنایع مختلف به طور وسیع استفاده می شود. اتصال قطعات کامپوزیتی از پارامترهای مهم در صنعت کامپوزیت است. در این پژوهش استحکام اتصالات کامپوزیت‌های تک جهته گرمانرم به‌صورت تجربی بررسی ‌شده است. نمونه‎های کامپوزیتی‌ از الیاف کامینگلد، از جنس شیشه-پلی پروپیلن و با استفاده از فرآیند پالتروژن و به ‌صورت پروفیل‌های تسمه‌ای شکل تولید شده‌اند. برای اتصال نمونه‌ها از سه روش پیچی، جوش آلتراسونیک و گرمایی_فشاری استفاده‌ شده است. بر اساس نتایج تجربی، مکانیزم عملکرد و شکست مکانیکی اتصالات جوشی و پرسی با اتصال‌دهنده‌های مکانیکی مقایسه شد. نتایج نشان‌دهنده آن است که نمونه‌های متصل شده به روش آلتراسونیک نسبت به روش پرس گرم و پیچی استحکام بهتری دارند. در جوش آلتراسونیک بهترین استحکام مربوط به بیش‌ترین زمان جوشکاری 1.8s است و برای اتصال پرس گرم مربوط به بیش‌ترین دما 200˚C و فشار 1.5bar است. بیشینه نیروی قابل‌تحمل برای اتصال پیچی، متعلق به نمونه با نسبت قطر به عرض تسمه 0.2 و نسبت فاصله سوراخ به عرض تسمه 1.25 است. همچنین نتایج آزمایش کشش نشان می‌دهد که استحکام اتصال با آلتراسونیک و پرس گرم به ترتیب تقریبا 4 و 1.5 برابر نسبت به اتصال پیچی افزایش یافته است.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Experimental evaluation of joint strength in polypropylene-glass fiber reinforced composites under tensile load

نویسندگان [English]

  • mohammad najafi 1
  • Mohammad Golzar 2
  • mohammad sadeghi 3
1 tarbiat modares
2 Mechanical Engineering Faculty, Tarbiat Modares University
3 Department of Mechanical Engineering, Tarbiat Modares University
چکیده [English]

Thermoplastic composites are widely used in various industries due to its inherent properties. One of the most important parameters in the composite industry is the junction of composite components. In this research, the strength of joints of thermoplastic composites has been investigated empirically. Composite specimens are made of Commingled fibers which consist of glass/polypropylene, using a pultrusion process and as rectangular cross section profiles. For junction of the samples three methods are used including, bolted joint, ultrasonic weld and hot press. Based on the experimental results, the mechanical performance and failure of the ultrasonic weld and hot press methods were compared with the mechanical couplers. The results show that the ultrasonic bonded samples are better than the hot press method. In ultrasonic welding, the best strength is obtained for highest welding time of 1.8s, and for hot pressing the best result related to the maximum temperature of 200 ° C and the maximum pressure of 1.5 bar. The maximum force for bolted joint belongs to the specimens with a diameter to width ratio of 0.2 and a hole to width ratio of 1.25. Also, the results of the tensile test show that the junction strength for ultrasonic and hot pressing methods compared to the bolted joint increased by approximately 4 and 1.5 times, respectively.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Thermoplastic composites
  • Pultrusion
  • Bolted joint
  • Ultrasonic Welding
  • Hot-press joining