Improvement of tensile strength of glass/epoxy multilayer composites by addition of short glass fibers

Mirdehghan, Sayed Abolfazl; Nosraty, Hooshang; Hosseini Ghavam Abadi, Roya

doi:10.48302/jtp.2024.415172.1273

Improvement of tensile strength of glass/epoxy multilayer composites by addition of short glass fibers

Document Type : Original Article

Authors

Sayed Abolfazl Mirdehghan ¹

Hooshang Nosraty ²

Roya Hosseini Ghavam Abadi ²

¹ Textile Engineering Department. Amirkabir University of Technology

² Textile Engineering Department,, Amirkabir University of Technology

10.48302/jtp.2024.415172.1273

Abstract

In order to achieve high mechanical performance for glass fiber/epoxy composites, it is necessary to improve the load transfer and surface bonding capabilities at the fiber/matrix interface. In this study, the effect of adding short glass fibers on the tensile strength of glass/epoxy multilayer composites has been investigated. In order to study the effect of the weight percentage of short glass fibers on the tensile strength of composites, multilayer composite samples were made by adding 10 mm long short glass fibers with 6 different weight percentages (1, 3, 5, 7, 10 and 15%). The results showed that increasing the weight percentage of chopped fibers first increases the strength of the composite, and with the addition of chopped fibers more than a certain amount, the tensile strength decreases. Also, the sample reinforced with 3% by weight of chopped fibers with a length of 10 mm (L10-W3) has the highest tensile strength among the samples, and the strength of this sample is 27% higher than the control sample that does not have chopped fibers. In order to investigate the effect of the length of chopped fibers on the tensile strength of composites, composite samples were prepared with the same weight percentage of chopped fibers of 3% and with the length of chopped fibers of 10 mm, 2 mm and ground fibers. The results showed that the sample made of short fibers with a length of 10 mm (sample L10-W3) has the highest tensile strength among the other samples produced.

Keywords

Multilayer composite

short glass fibers

tensile strength

glass/epoxy composite

Subjects

منسوجات صنعتی

Article Title Persian

بهبود استحکام کششی کامپوزیت‌های چندلایه شیشه/اپوکسی با افزودن الیاف شیشه خرد‌شده

Authors Persian

سید ابوالفضل میردهقان ¹

هوشنگ نصرتی ²

رویا حسینی قوام آبادی ²

¹ دانشکده مهندسی نساجی، دانشگاه صنعتی امیرکبیر

² دانشکده مهندسی نساجی، دانشگاه صنعتی امیرکبیر

Abstract Persian

کامپوزیت‌های الیاف شیشه/اپوکسی به دلیل سبک بودن، استحکام ویژه بالا و قیمت پایین، به طور گسترده در بسیاری از زمینه‌ها مانند صنایع هوافضا و خودرو استفاده می‌شوند. در کامپوزیت‌های چند لایه، به دلیل خواص مکانیکی نسبتا ضعیف بین لایه‌ای در مقایسه با مقاومت درون صفحه‌ای لایه‌ها، توجه به خصوصیات بین لایه‌ای حائز اهمیت است. بنابراین به منظور دستیابی به عملکرد مکانیکی بالا برای این کامپوزیت‌ها، بهبود قابلیت‌های انتقال بار و پیوند سطحی در فصل مشترک الیاف/ماتریس ضروری است. در این مطالعه تاثیر افزودن الیاف شیشه خرد‌شده با ظرافت 16 میکرومتر و با درصد وزنی‌های متفاوت و طول‌های مختلف بر استحکام کششی کامپوزیت‌های چند لایه شیشه/اپوکسی بررسی شده‌است. به منظور مطالعه تاثیر درصد وزنی الیاف شیشه خرد‌شده بر استحکام کششی کامپوزیت‌ها، نمونه‌های کامپوزیت چند لایه با افزودن الیاف شیشه خرد‌شده به طول 10 میلی‌متر و با 6 درصد متفاوت وزنی (1، 3، 5، 7، 10 و 15 درصد) ساخته شد. نتایج نشان داد افزایش درصد وزنی الیاف خرد‌شده ابتدا باعث افزایش استحکام کامپوزیت می‌گردد و با اضافه شدن الیاف خرد‌شده بیش از یک مقدار مشخص، استحکام کششی کاهش می‌یابد. همچنین نمونه تقویت شده با 3 درصد وزنی الیاف خرد‌شده با طول 10 میلی‌متر (L10-W3)، بالاترین مقدار استحکام کششی و تنش مخصوص را در بین نمونه‌ها داشته و استحکام این نمونه نسبت به نمونه شاهد که فاقد الیاف خرد‌شده می‌باشد، 27 درصد بیشتر است. به منظور بررسی تاثیر طول الیاف خرد‌شده بر استحکام کششی کامپوزیت‌ها، نمونه‌های کامپوزیتی با درصد وزنی الیاف خرد‌شده یکسان 3 درصد و با طول الیاف خرد‌شده 10 میلی‌متر، 2 میلی‌متر و الیاف آسیاب شده تهیه شد. نتایج نشان داد نمونه‌ای که از الیاف کوتاه با طول 10 میلی‌متر ساخته شده‌است (نمونه L10-W3)، در بین سایر نمونه‌های تولید شده، دارای بیشترین استحکام کششی می-باشد. بهبود استحکام کششی نمونه‌های کامپوزیتی ناشی از قرارگیری الیاف کوتاه در بین نواحی درهم روی نخ‌های تار و پود پارچه و پل‌زنی الیاف خرد‌شده بین لایه‌های کامپوزیت می‌باشد.

Keywords Persian

کامپوزیت چند لایه‌

الیاف شیشه خردشده

استحکام کششی

کامپوزیت شیشه/اپوکسی