صنعت لاستیک ایران

صنعت لاستیک ایران

اثر ساختار اسفنجی بر رفتار اتلافی کامپوزیت‌های پلیمری

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان
1 کارشناسی ارشد دانشگاه مالک اشتر، پژوهشکده کامپوزیت، تهران، ایران
2 دکترای تخصصی، استادیار، عضو هیئت علمی پژوهشکده کامپوزیت دانشگاه صنعتی مالک اشتر، تهران، ایران
3 کارشناسی ارشد دانشگاه مالک اشتر، پژوهشکده کامپوزِیت، تهران، ایران
10.22034/irm.2024.436542.1269
چکیده
انرژی‌های ناخواسته معمولا مضر، عامل صدمه و کاهش عمر مفید سیستم‌ها هستند. بنابراین لازم است این ارتعاشات جذب یا کنترل شوند. یک عامل مهم در مطالعه سیستم‌های مکانیکی، اتلاف یا میرایش انرژی است. اتلاف به عنوان توانایی یک ماده در جذب انرژی و تبدیل آن به گرما تعریف می‌شود. اتلاف انرژی در یک سیستم دارای دو بخش اتلاف ساختاری و اتلاف موادی است. اتلاف ساختاری وابسته به خواص هندسی ساختار و اجزای آن است و اتلاف موادی ناشی از اصطکاک درونی و وابسته به خواص ذاتی ماده است. در این پژوهش به بررسی مبانی اتلاف انرژی، مدلسازی و روش‌های اندازه‌گیری آن پرداخته می‌شود. همچنین اتلاف ساختاری به عنوان مکانیزم غالب جذب انرژی در مواد کامپوزیتی مورد بررسی قرار می‌گیرد و اسفنج بعنوان نوعی ساختار در کامپوزیت‌های پلیمری اسفنجی به عنوان عاملی مهم در کنترل انرژی معرفی می‌شود. سازوکارهای اصلی حاکم بر رفتار مکانیکی اسفنج پلیمری در جذب انرژی، خمش و کشش دیواره‌های سلولی است که به خواص مکانیکی توده پلیمر، چگالی اسفنج، ریزساختار سلولی از قبیل اندازه، شکل و نوع سلول وابسته است. در اسفنج‌های لاستیکی ریزساختار از طریق شرایط فرآیندی از جمله دما و زمان اسفنج شدن و میزان عامل فوم‌زا کنترل می‌شوند. به صورت کلی قابلیت جذب بالای انرژی در اسفنج‌های لاستیکی ناشی از تغییر شکل زیاد در بارگذاری‌های مکانیکی است.
کلیدواژه‌ها
موضوعات

1. Geethamma V.G., Asaletha R., Kalarikkal N., and Thomas S., Vibration and Sound Damping in Polymers. Resonance, 19(9), 821-33, 2014.
2. Martinez Rodriguez M., Analysis of Structural Damping, Lulea university of thchnology, Russian, 2006.
3. Chevalier Y., Damping in Materials and Structures: An Overview. Generalized Models and Non-classical Approaches in Complex Materials 2, 1-27, 2018.
4. Chopra AK., Dynamics of Structures, Pearson Education India, 2007.
5. Bert CW., Material damping: An Introductory Review of Mathematic Measures and Experimental Technique, Journal of Sound and Vibration, 29, 129-153, 1973.
6. Hammad AH., and Moustafa EB., Study Some of The Structural, Optical, and Damping Droperties of Phosphate Glasses Gontaining Borate, Journal of Non-Crystalline Solids, 544, 120209,2020.
7. Mevada H., and Patel D., Experimental Determination of Structural Damping of Different Materials. Procedia Engineering, 144, 110-115, 2016.
8. Orban F., Damping of Materials and Members in Structures, InJournal of Physics: Conference Series , 268, 012022, 2011.
9. Wei L., Zhao X., Yu Q., and Zhu G., A Novel Star Auxetic Honeycomb with Enhanced In-plane Crushing Strength, Thin-Walled Structures, 149, 106623. 2020.
10. Gao Q., Wang L., Zhou Z., Ma ZD., Wang C., and Wang Y., Theoretical, Numerical and Experimental Analysis of Three-dimensional Double-V Honeycomb, Materials & Design, 139, 380-391, 2018.
11. Gao Q., Ge C., Zhuang W., Wang L., and Ma Z., Crashworthiness Analysis of Double-Arrowed Auxetic Structure Under Axial Impact Loading, Materials & Design, 161, 22-34, 2019.
12. Ingrole A., Hao A., and Liang R., Design and Modeling of Auxetic and Hybrid Honeycomb Structures for In-plane Property Enhancement, Materials & Design, 117, 72-83, 2017.
13. Berthelot JM., Assarar M., Sefrani Y., and El Mahi A., Damping Analysis of Composite Materials and Structures, Composite Structures, 85, 189-204, 2008.
14. Liu T., Butaud P., Placet V., and Ouisse M., Damping Behavior of Plant Fiber Composites: A Review, Composite Structures, 275, 114392, 2021.
15. Daoud H., Rebiere JL., Makni A., Taktak M., El Mahi A., and Haddar M., Numerical and Experimental Characterization of The Dynamic Properties of Flax Fiber Reinforced Composites, International Journal of applied mechanics, 8, 1650068, 2016.
16. Rahman M.Z., Jayaraman K., and Mace BR., Vibration Damping of Flax Fibre-reinforced Polypropylene Composites, Fibers and Polymers, 18, 2187-2195, 2017.
17. Toulabi J., Khabiri M., Pourhossainy MR., Razavizadeh M., and Saadat Tagharoodi M., Effect of Cell Morphology on Energy Absorption of Nitrile Rubber Foam, Iranian Journal of Polymer Science and Technology, 33, 497-507, 2021.
18. Jia L., Fu G., and Shi X., Foaming and Damping Properties of Ethylene Vinyl-acetate Copolymer/polylactic Acid Blends, Journal of Macromolecular Science, Part B, 54, 190-202, 2015.
19. Fereidoon A., Memarian S., Albooyeh A., and Tarahomi S., Influence of Mesoporous Silica and Hydroxyapatite Nanoparticles on the Mechanical and Morphological Properties of Polypropylene, Materials & Design, 57, 201-210, 2014.
20. Najib NN., Ariff ZM., Bakar AA., and Sipaut CS., Correlation Between the Acoustic and Dynamic Mechanical Properties of Natural Rubber Foam: Effect of Foaming Temperature. Materials & Design, 32, 505-511, 2011.
21. Rodrıguez-Pérez MA., and De Saja JA., Dynamic Mechanical Analysis Applied to the Characterisation of Closed Cell Polyolefin Foams, Polymer testing, 19, 831-848, 2000.
22. Mahapatra SP., and Tripathy DK., Dynamic Mechanical Properties of Conductive Carbon Black‐Reinforced Closed Cell Microcellular Oil‐extended EPDM Rubber Vulcanizates: Effect of Blowing Agent, Temperature, Frequency, and Strain. Journal of applied polymer science, 102, 1600-1608, 2006.
23. Khan KA., and Abu Al-Rub RK., Modeling Time and Frequency Domain Viscoelastic Behavior of Architectured Foams, Journal of Engineering Mechanics, 144, 04018029, 2018.
دوره 28، شماره 114
تابستان 1403
صفحه 3-13

  • تاریخ دریافت 29 دی 1402
  • تاریخ بازنگری 27 فروردین 1403
  • تاریخ پذیرش 06 خرداد 1403