۱۳۸۸ دی ۲, چهارشنبه


تعيين منحني S-N ماده كامپوزيتي ريشه ملخ بالگرد بوسيله تست خستگي
شركت صنايع هواپيما سازي ايران-  مركز طراحی هواگرد

چكيده

در چند دهه اخير استفاده از مواد كامپوزيتي(composite) در صنعت هوايي بدليل وزن كم، سادگي در ساخت و قيمت مناسب رايج گرديده است. شناخت رفتار اين مواد بويژه رفتار خستگي آنها در سازه هاي هوايي ضروري است ولذا براي تعيين عـمر خستـگـي ماده، بر اساس زاويه الياف  تست هاي خستگي استانداري صورت گرفت تا نـمـودارهـاي S-N آنـها برای بـــــــررسی تاثـير راسـتای بارگـذاری با الـياف در عمر مـاده بـدست آيد. نـوع مـواد مـورد تست از جنـس (Roving SRM12/33%/1xR1600 )   و (prepreg material M12/27%/TVR380 0300)بوده و نتايج تست در انتهای مقاله بصورت منحني S-N رسم شده است و درصد کاهش عمر در هر ماده مورد بررسی قرار گرفت .

واژهاي كليدي: كامپوزيت- خستگي- تست.
 

مقدمه1

امروزه شاهد افزايش روز افزون مواد كامپوزيتي در صنايع منجمله صنعت هوايي و جايگزيني آن با مواد فلزي و همچنين اهميت رفتار خستگي اين مواد كه بستگي به جنس الياف، ساختار الياف ، نوع چسب، نحوه پخت، مقدار و راستاي بارهاي نوساني دارد، سبب گرديده تا تست هاي خستگي بر روي اين مواد با توجه به استاندارد هاي موجود در اين زمينه صورت گيرد تا شناخت صحيحي از رفتار آنها در شرايط محيطي مختلف پيدا گردد. اما تست انجام شده بر روي يك نمونه استاندارد نبوده ولي بقيه شرايط تست بر اساس استاندارد هاي موجود صورت گرفته است .

مشخصات نمونه ها

نمونه ها به دو کلاس A و B تقسيم شده كه در تست کلاس A نمونه براساس رعايت نسبت  در ريشه ملخ در نمونه هاي مورد تست مي باشد اين مقدار در طراحي برابر 1.6 بوده كه بايستي  اين نسبت در نمونه مورد آزمايش نيز حفظ گردد. مشـخصات ماده در جدول (1) و مشخصات ابعادي آن در شكل(1) نشان داده شده است.


جدول 1-مشخصات نمونه ها



Number of Coupon
Material
Coupon Type
Coupon Symbol
16
SRM12/33%/1xR1600
Roving
A

 





 
 















شكل 1- شكل نمونه كلاس  A

مقدار ضخامت نمونه نيز بايستي بگونه اي انتخاب شود كه براي شرايط مختلف رطوبتي مناسب باشد.



نمونــــه کـلاس  B بر طبق اســـتانــــدارد اروپـــا EN-2561&15-358-B تهيه شده كه مشخصات ماده در جدول (2) و مشخصات ابعادي آن در شكل(2) نشان داده شده است.
جدول (2) مشخصات نمونه ها کلاس B


شکل (2) نمونه کلاس B

 
 
 
شرايط محيطي تست
شـرايط مـحيط در هـنگام تست از اهميت خاصي برخوردار بوده و بايستي تست با توجه به آن صورت گيرد، اين شرايط در جدول (3) آورده شده است.

 

جدول 3- شرايط محيطي تست

Room Temperature Dry
شرايط
T=23±3[ºC]
درجه حرارت
25±5%
درصد رطوبت

 
 



 

شرايط بارگذاري
بارگذاری اعمال شده به نمونه بصورت سينوسی بوده و فرم شماتيک آن در شکل (2) آمده است.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 


شكل 3- شكل بارگذاری

نتايج تست
بعد از انجام تست خستگي برروي نمونه هاي ذكر شده داده هاي تست در جداول (4) و(6) جمع آوري گرديد.

جدول 4-نتايج بدست آمده از تست خستگي نمونه A
Cycle to break
Test Level
Coupon ID
Cycle to break
Test Level
Coupon ID
222466
4
Af/9
346859
1
Af/1
741971
5
Af/10
57453
2
Af/2
1004640
1
Af/11
369607
3
Af/3
469228
2
Af/12
233924
4
Af/4
157113
3
Af/13
995228
5
Af/5
271608
4
Af/14
221107
1
Af/6
596117
5
Af/15
394716
2
Af/7
446511
1
Af/16
54000
3
Af/8



جدول 5-نتايج بدست آمده از تست خستگي نمونه B1
Cycle to break
Test Level
Coupon ID
Cycle to break
Test Level
Coupon ID
141597
4
B1f/9
185498
1
B1f/1
284912
5
B1f/10
575020
2
B1f/2
307746
1
B1f/11
142880
3
B1f/3
162110
2
B1f/12
164614
4
B1f/4
110572
3
B1f/13
168324
5
B1f/5
87859
4
B1f/14
379918
1
B1f/6
73384
5
B1f/15
684317
2
B1f/7



160293
3
B1f/8

جدول 6-نتايج بدست آمده از تست خستگي نمونه B2
Cycle to break
Test Level
Coupon ID
Cycle to break
Test Level
Coupon ID
957753
4
B2f/9
20256
1
B2f/1
183861
5
B2/10
264624
2
B2f/2
2330
1
B2f/11
1645626
3
B2f/3
16202
2
B2f/12
396447
4
B2f/4
60506
3
B2f/13
41184
5
B2f/5
31653
4
B2f/14
100
1
B2f/6
45143
5
B2f/15
26078
2
B2f/7



77093
3
B2f/8




 
 











شكل 4-تصاويري از نمونه A تست شده

 نتايج تست
بعد از بدست آوردن مقادير تست اين نتايج را بصورت منحنی های شکل های (5) الی (7) رسم می گردد


شكل 5- منحني تنش برحسب سيكل( S-N ) نمونه B1




شكل 7- منحني تنش برحسب سيكل (S-N )نمونه B2
 
 







                              
                                     
شكل 8- منحني تنش برحسب سيكل (S-N )نمونه A

از منحني هاي رسم شده در اشكال نتيجه مي گردد كه عمر نمونه  B1 در دامنه تنش 300Mpa و تنش متوسط آن 400Mpa به سمت بينهايت ميل مي نمايد اما عمر نمونه B2 در دامنه تنش 20Mpa و تنش متوسط 60Mpa به سمت بينهايت ميل مي كند. عمر نمونه  A نيز در مقادير دامنه تنش مجاز 100Mpa و تنش متوسط 127Mpa بينهايت خواهد بود.

 


*-كارشناس ارشد تست هاي زميني


در ۱۰:۳۳

هیچ نظری موجود نیست:

ارسال یک نظر

اشتراک در: نظرات پیام (Atom)