منصة الرسائل والاطاريح: السلوك الستاتيكي والديناميكي للمواد المركبة من مزيج الايبوكسي مع المطاط متعدد الكبريتيد

الخلاصة

في صناعة السيارات حظيت عوامل عديدة اهمها تقليل الوزن وامتصاص الطاقة في هيكل السيارة الامامي باهتمام الباحثين في السنوات الاخيرة. يهدف هذا العمل دراسة السلوك الستاتيكي والديناميكي لمزيج الايبوكسي/المطاط متعدد الكبريتيد المعزز بألياف الكاربون المنسوج والياف الزجاج المنسوج ، تم تحضير المركبات باستخدام تقنية طريقة الوضع اليدوي على مرحلتين في الاولى تحضير الايبوكسي النقي مع نسب كسر وزنية مختلفة (0، 1، 3، 5، 7، 10)% من المطاط متعدد الكبريتيد وفي الثانية تشمل تعزيز افضل مصفوفة مزيج من الايبوكسي/المطاط متعدد الكبريتيد الذي تم تحديده في المرحلة الاولى بنسبة وزن (3%) مع طبقات الياف الكاربون وطبقات الياف الزجاج في ثلاث طبقات بتسلسل تراص مختلف متمثل بثمانية عينات (زجاج/زجاج/زجاج، زجاج/زجاج/كاربون، زجاج/كاربون/كاربون، كاربون/زجاج/كاربون، كاربون/كاربون/كاربون، كاربون/كاربون/زجاج، كاربون/زجاج/زجاج، زجاج/كاربون/زجاج) بنسبة كسر وزني ثابتة للألياف حوالي (39%). تم قياس قوة الشد والانثناء والصدم والصلادة والتردد الطبيعي ونسبة التخميد بشكل تجريبي لخليط البوليمر والمواد المركبة الصفائحية، وكذلك تم اجراء التحليل العددي باستخدام برنامج ANSYS لمحاكاة نموذج الشد والانثناء والتردد الطبيعي. اصبحت مهمة اختيار المواد معقدة للغاية لاختيار المواد ذات الخصائص المثلى من بين العديد من قوائم البدائل ذات الخصائص المختلفة، تم استخدام ادوات اتخاذ القرار متعدد المعايير لحل هذه المشكلة حيث تم استخدام طريقة TOPSIS كأسلوب متعدد المعايير لترتيب تفضيلات للبدائل حسب تقاربها من الحل الامثل، حيث تم استخدام هذه الطريقة لاختيار افضل نسبة كسر وزني من المطاط متعدد الكبريتيد تحسنت عندها خصائص المزيج بشكل جيد وايضا اختيار افضل مركب هجين لمحاكات التطبيقات التي تتطلب قوة تأثير عالية عند السرعات العالية وقوة انثناء كبيرة عند السرعات المنخفضة (شعاع المصد الامامي للسيارة)، ولإجراء المحاكاة العددية لشعاع المصد المركب تم استخدام شعاع المصد الفولاذي باستخدام برنامج ANSYS لتحديد التشوه والانفعال المرن والاجهاد اثناء اختبار الصدم ومقارنة النموذج المركب مع نتائج شعاع المصد الفولاذي. اظهرت النتائج انه في حالة مزيج البوليمر تنخفض قوة الشد والانثناء ومعاملهما مع زيادة نسبة الكسر الوزني للمطاط متعدد الكبريتيد، تزداد قوة الصدم بنسبة 83% مع زيادة الجزء الوزني للمطاط حتى يصل الى 3% ثم تنخفض، تزداد نسبة التخميد بنسبة 20% مع زيادة الكسر الوزني للمطاط متعدد الكبريتيد، ان التأثير على خاصية الصلادة طفيف وكل قيم العينات لمزيج البوليمر اقل من قيمة الصلادة للايبوكسي النقي، اما في حالة العينات المركبة الرقائقية تتحسن قوة الشد ومعامل المرونة بنسبة 35% عندما يتم وضع طبقات الكاربون في الخارج، وتتحسن قوة الانثناء ومعاملها عندما تأخذ طبقات الكاربون جانب الشد وان زيادة طبقات الكاربون في جانب الشد يؤدي الى زيادة قوة الانثناء بنسبة 62% ، تظهر اضافة الياف الزجاج الى الكاربون تحسنا ملحوظا في قوة الصدم بنسبة 13% كما ان تسلسل التراص للطبقات يؤثر بشكل كبير على خصائص التخميد. ان متوسط قيم الخصائص التجريبية لبوليمر الخليط باستخدام طريقة TOPSIS تظهر ان معامل التقارب النسبي للايبوكسي النقي مع نسبة وزن 3% من المطاط متعدد الكبريتيد بينما في العينات المعززة بطبقات الالياف ان تسلسل التراص (كاربون/زجاج/كاربون) كان تسلسل تراص الافضل، بالإضافة الى ان نتيجة المحاكاة العددية اظهرت ان معامل الامان لشعاع المصد المركب ازداد بنسبة 15% وانخفاض الوزن بنسبة 82% بالمقارنة مع شعاع المصد الفولاذي لنفس