تاثیر سیکل های حرارتی بر عملکرد ضربه چندلایه الیاف/فلز اپوکسی - الیاف کربن/آلومینیم

در این پژوهش، تاثیر اعمال سیکل های حرارتی بر رفتار ضربه چندلایه الیاف - فلز ساخته شده از آلومینیم و کامپوزیت اپوکسی - الیاف کربن بررسی شد. بدین منظور، در ابتدا چندلا یه های الیاف فلز با چیدمان های متفاوت الیاف کربن (˚۰/˚۰/˚۰/˚۰، ˚۹۰/˚۹۰/˚۹۰/˚۹۰، ˚۳۰+/˚۳۰-/˚۳۰-/˚۳۰+ و ˚۰/˚۹۰/˚۹۰/˚۰) ساخته شدند و تحت سیکل های حرارتی، ۰، ۱، ۱۰، ۳۰، ۵۰، ۷۰ و ۹۰ قرار گرفتند. برای انجام هر سیکل حرارتی، نمونه ها ابتدا داخل آون به مدت ۱۵ دقیقه قرار داده شدند تا دمای آن ها از دمای محیط به دمای ۱۰۰ درجه سلسیوس برسد. سپس، نمونه ها به مدت ۵ دقیقه در این دما نگهداری شدند و پس از آن از آون خارج و در دمای محیط به مدت ۱۵ دقیقه رها شدند تا دمای آن ها به دمای محیط برسد. سپس، رفتار ضربه این نمونه ها به کمک آزمون ضربه چارپی بررسی شد و سازوکار های مرتبط توسط روش های ماکروساختاری و میکروساختاری  شناسایی شدند. نتایج به دست آمده نشان داد که اعمال سیکل های حرارتی بر چیدمان های تک جهته (˚۰/˚۰/˚۰/˚۰ و ˚۹۰/˚۹۰/˚۹۰/˚۹۰) در ابتدا باعث بهبود قابلیت جذب انرژی در این سازه ها می شود که به ترتیب بیشترین بهبود در این چیدمان ها ۴/۲۱ و ۴/۱۹ درصد هستند. همچنین، نتایج نشان داد که سازوکار های بهبود و کاهش قابلیت جذب انرژی، با تغییر چیدمان ها، به سیکل های حرارتی بالاتر منتقل شدند. بررسی میکروساختاری نشان داد که رفتار شکست با اعمال سیکل حرارتی تغییر کرده و چسبندگی بین الیاف کربن و زمینه اپوکسی از بین رفته است.