افزایش مقاومت به ضربه در سازه‌های کامپوزیتی با نانوذرات

به گزارش گروه علم و فناوری آنا به نقل از ستاد ویژه توسعه نانو، امروزه، مواد کامپوزیتی مبتنی بر پلیمرها در میان بیش‌ترین مواد مورد استفاده در صنایع مختلف قرار دارند. در واقع این دسته از مواد به دلیل خواص مکانیکی بالا و امکان کاهش قابل توجه وزن در طراحی سازه، در صنایع مختلفی از قبیل هواپیما و کاربردهای هوافضا استفاده می‌شوند. خواص منحصر به فردی همچون نسبت استحکام به وزن بالا و مقاومت در برابر سایش، مواد کامپوزیتی را به جایگزین مناسبی برای آلیاژهای فلزی سنتی تبدیل کرده است.

دکتر سعید صابرسمندری، با اشاره به این موضوع که در این طرح به بررسی اثر افزودن نانوذرات رس روی پاسخ تیرهای کامپوزیتی تحت ضربه سرعت پایین پرداخته شده است، عنوان کرد: «کاهش مساحت خرابی و لایه لایه شدن تیرهای کامپوزیتی تحت ضربه با افزودن نانوذرات از مهم‌ترین نتایج طرح است. همچنین افزایش جذب انرژی سازه در کامپوزیت‌های تحت ضربه سرعت پایین نیز از دیگر دستاوردهای حضور نانوذرات است. کلیه موارد ذکر شده را می‌توان معادل با کاهش هزینه و افزایش کارایی سازه‌ها متصور شد».

وی در ادامه گفت: «افزون بر این موضوع، در ساخت این نانوکامپوزیت‌ها، دو نوع روش ساخت- شامل ساخت نمونه به روش دستی و ساخت به روش تزریق خلأ- مدنظر قرار گرفت تا بتوان در کنار اثر حضور نانوذرات، تأثیر نوع روش ساخت را نیز روی پاسخ به ضربه مطالعه کرد».

به گفته صابر سمندری، با افزایش درصد وزنی نانوذرات، سطح خرابی نمونه پس از ضربه سرعت پایین کاهش یافته است. این ویژگی ناشی از خاصیت نفوذناپذیری نانوذرات است. از طرفی، نمونه‌های ساخته‌شده به روش ساخت تزریق خلأ، موفقیت بالاتری در نتایج آزمایش ضربه در مقایسه با روش ساخت دستی داشته است که می‌تواند به دلیل پخش بهتر نانوذرات درون الیاف به روش تزریق خلأ باشد.

این تحقیقات توسط دکتر سعید صابرسمندری و دکتر مجتبی صدیقی، اعضای هیأت علمی دانشگاه صنعتی امیرکبیر، و مهدی حیدری میبدی، فارغ‌التحصیل کارشناسی ارشد از این دانشگاه، صورت پذیرفته است.