Ідентифікація закономірностей у поведінці поліестерного композиту, армованого скловолокном, під час випробування на удар на основі стандарту ASTM D256

Автор(и)

DOI:

https://doi.org/10.15587/1729-4061.2023.286541

Ключові слова:

випробування на удар, напруження зсуву, повна деформація, статична структура, випробування ІЗОД

Анотація

У цьому дослідженні було проведено аналіз коммоції на основі аналізу скінчених елементів, щоб дослідити випробування на ударну стійкість IZOD на основі стандарту ASTM D256. У моделі ANSYS для граничних умов в основному використовується композит, виготовлений із поліестеру, армованого скловолокном. Для реалізації методики впливу в експериментальному дослідженні використовувався прилад CEAST 9050. Застосовуючи математику, було підрахувано, що прикладена сила становить 9,2 Н. Для удару по зразках використовується молоток, який рухається зі швидкістю 3,5 метра на секунду, і результати записуються після кожного удару. Об’єктом цього дослідження є механічні властивості та структурна цілісність композиційного матеріалу, що складається зі скловолокна та поліестеру, під впливом сил удару. Основна гіпотеза дослідження полягає в тому, що поліефірний композит, армований скловолокном, піддається випробуванню на удар за Ізодом відповідно до ASTM D256. Збіжність між загальним показником деформації та чисельним результатом відбулася. Результати чисельного аналізу перевірено та підтверджено, а також порівняно з результатами експерименту. Зразки в цьому дослідженні були повністю спотворені при трьох різних товщинах (6 мм, 8 мм і 10 мм). Деформація виявилася найбільшою для найтоншого значення товщини, розглянутого в дослідженні (6 мм), як визначено за результатами комп’ютерного аналізу. Це було так, навіть якщо значення товщини не було єдиним критерієм. Це фактичний стан речей. Зразок був підданий напрузі фон-Мізеса при трьох різних товщинах 6 мм, 8 мм і 10 мм. Комп’ютерне дослідження показало, що напруга фон-Мізеса була найвищою при найтоншій можливій товщині всього 6 мм. Внутрішня енергія, кінетична енергія та енергія дотику – це лише деякі з різних видів енергії, які вивчалися в контексті збереження енергії.

Біографії авторів

Imad O. Bachi Al-Fahad, University of Basrah

Assistant Professor

Department of Materials Engineering

College of Engineering

Azzam D. Hassan, University of Basrah

Assistant Professor

Department of Materials Engineering

College of Engineering

Batool Mardan Faisal, Wasit University

Assistant Professor

Department of Mechanical Engineering

College of Engineering

Hussein kadhim Sharaf, Bilad Alrafidain University College; Dijlah University College

Senior Lecturer

Department of Aeronautical Techniques Engineering

Department of Air Conditioning and Refrigerating

Посилання

  1. Santhosh, M. S., Sasikumar, R., Natrayan, L., Kumar, M. S., Elango, V., Vanmathi, M. (2018). Investigation of Mechanical and Electrical Properties of Kevlar/E-Glass and Basalt/E-Glass Reinforced Hybrid Composites. International Journal of Mechanical and Production Engineering Research and Development, 8 (3), 591–598. doi: https://doi.org/10.24247/ijmperdjun201863
  2. Bardiya, S., Jerald, J., Satheeshkumar, V. (2021). Effect of process parameters on the impact strength of fused filament fabricated (FFF) polylactic acid (PLA) parts. Materials Today: Proceedings, 41, 1103–1106. doi: https://doi.org/10.1016/j.matpr.2020.08.066
  3. Patterson, A. E., Pereira, T. R., Allison, J. T., Messimer, S. L. (2019). IZOD impact properties of full-density fused deposition modeling polymer materials with respect to raster angle and print orientation. Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part C: Journal of Mechanical Engineering Science, 235 (10), 1891–1908. doi: https://doi.org/10.1177/0954406219840385
  4. Dress, G. A., Woldemariam, M. H., Redda, D. T. (2021). Influence of Fiber Orientation on Impact Resistance Behavior of Woven Sisal Fiber Reinforced Polyester Composite. Advances in Materials Science and Engineering, 2021, 1–11. doi: https://doi.org/10.1155/2021/6669600
  5. Tuazon, B. J., Espino, M. T., Dizon, J. R. C. (2020). Investigation on the Effects of Acetone Vapor-Polishing to Fracture Behavior of ABS Printed Materials at Different Operating Temperature. Materials Science Forum, 1005, 141–149. doi: https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/msf.1005.141
  6. Ansari, A. A., Kamil, M. (2022). Izod impact and hardness properties of 3D printed lightweight CF-reinforced PLA composites using design of experiment. International Journal of Lightweight Materials and Manufacture, 5 (3), 369–383. doi: https://doi.org/10.1016/j.ijlmm.2022.04.006
  7. Souza, A. T., Neuba, L. de M., Junio, R. F. P., Carvalho, M. T., Candido, V. S., Figueiredo, A. B.-H. da S. et al. (2022). Ballistic Properties and Izod Impact Resistance of Novel Epoxy Composites Reinforced with Caranan Fiber (Mauritiella armata). Polymers, 14 (16), 3348. doi: https://doi.org/10.3390/polym14163348
  8. Seprianto, D., Sugiantoro, R., Siproni, Yahya, Erwin, M. (2020). The Effect of Rectangular Parallel Key Manufacturing Process Parameters Made with Stereolithography DLP 3D Printer Technology Against Impact Strength. Journal of Physics: Conference Series, 1500 (1), 012028. doi: https://doi.org/10.1088/1742-6596/1500/1/012028
  9. Salman, S., Sharaf, H. K., Hussein, A. F., Khalaf, N. J., Abbas, M. K., Aned, A. M. et al. (2022). Optimization of raw material properties of natural starch by food glue based on dry heat method. Food Science and Technology, 42. doi: https://doi.org/10.1590/fst.78121
  10. Almagsoosi, L., Abadi, M. T. E., Hasan, H. F., Sharaf, H. K. (2022). Effect of the Volatility of the Crypto Currency and Its Effect on the Market Returns. Industrial Engineering & Management Systems, 21 (2), 238–243. doi: https://doi.org/10.7232/iems.2022.21.2.238
  11. Ashham, M., Sharaf, H. K., Salman, K., Salman, S. (2017). Simulation of heat transfer in a heat exchanger tube with inclined vortex rings inserts. International Journal of Applied Engineering, 12 (20), 9605–9613.‏ Available at: https://www.ripublication.com/ijaer17/ijaerv12n20_48.pdf
  12. Raheemah, S. H., Fadheel, K. I., Hassan, Q. H., Aned, A. M., Turki Al-Taie, A. A., Sharaf, H. K. (2021). Numerical Analysis of the Crack Inspections Using Hybrid Approach for the Application the Circular Cantilever Rods. Pertanika Journal of Science and Technology, 29 (2). doi: https://doi.org/10.47836/pjst.29.2.22
  13. Subhi, K. A., Hussein, E. K., Al-Hamadani, H. R. D., Sharaf, H. K. (2022). Investigation of the mechanical performance of the composite prosthetic keel based on the static load: a computational analysis. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 3 (7 (117)), 22–30. doi: https://doi.org/10.15587/1729-4061.2022.256943
  14. Sharaf, H. K., Alyousif, S., Khalaf, N. J., Hussein, A. F., Abbas, M. K. (2022). Development of bracket for cross arm structure in transmission tower: Experimental and numerical analysis. New Materials, Compounds and Applications, 6 (3), 257–275.‏ Available at: http://jomardpublishing.com/UploadFiles/Files/journals/NMCA/V6N3/SharafHS.pdf
  15. Reuben, R., Joshi, P., Manickam, R. (2020). Effect of Copper Nano Powder on Kevlar Fiber Reinforced Epoxy Resin Composites. IOP Conference Series: Materials Science and Engineering, 810 (1), 012053. doi: https://doi.org/10.1088/1757-899x/810/1/012053
  16. Tran, N.-T., Pham, N. T.-H. (2021). Investigation of the Effect of Polycarbonate Rate on Mechanical Properties of Polybutylene Terephthalate/Polycarbonate Blends. International Journal of Polymer Science, 2021, 1–7. doi: https://doi.org/10.1155/2021/7635048
  17. Tanveer, Md. Q., Haleem, A., Suhaib, M. (2019). Effect of variable infill density on mechanical behaviour of 3-D printed PLA specimen: an experimental investigation. SN Applied Sciences, 1 (12). doi: https://doi.org/10.1007/s42452-019-1744-1
  18. Raut, N. P., Kolekar, A. B. (2023). Experimental analysis of 3D printed specimens with different printing parameters for Izod impact strength. Materials Today: Proceedings, 80, 156–162. doi: https://doi.org/10.1016/j.matpr.2022.11.029
  19. Akdoğan, E. (2020). The effects of high density polyethylene addition to low density polyethylene polymer on mechanical, impact and physical properties. European Journal of Technic, 10 (1), 25–37. doi: https://doi.org/10.36222/ejt.646693
  20. Nweze Nwogu, C., Nwaiwu, U., Uchechukwu Udo, V., James Nwosu, O., Ezenwa Hart, C. (2022). Effect of date seed granules on the mechanical properties of Glass fibre reinforced epoxy composite. Cleaner Materials, 6, 100160. doi: https://doi.org/10.1016/j.clema.2022.100160
  21. Thandavamoorthy, R., Palanivel, A. (2019). Testing and Evaluation of Tensile and Impact Strength of Neem/Banyan Fiber-Reinforced Hybrid Composite. Journal of Testing and Evaluation, 48 (1), 20180640. doi: https://doi.org/10.1520/jte20180640
  22. Mishra, P. K., Senthil, P., Adarsh, S., Anoop, M. S. (2021). An investigation to study the combined effect of different infill pattern and infill density on the impact strength of 3D printed polylactic acid parts. Composites Communications, 24, 100605. doi: https://doi.org/10.1016/j.coco.2020.100605
  23. Patterson, A. E., Hasanov, S., Vajipeyajula, B. (2022). Influence of Matrix Material on Impact Properties of Chopped Carbon Fiber-Thermoplastic Composites Made Using FDM/FFF. 2022 International Additive Manufacturing Conference. doi: https://doi.org/10.1115/iam2022-88941
  24. Rusiyanto, Irfan, M., Widodo, R. D., Sunyoto, Fitriyana, D. F. (2023). Effect of drying time on compressive strength, impact strength and macro structure of crucible materials made from evaporation boats waste, graphite and kaolin. AIP Conference Proceedings. doi: https://doi.org/10.1063/5.0124101
  25. Kholil, A., Syaefuddin, E. A., Supardi, F., Wulandari, D. A. (2022). The Effect of Layer Thickness on Impact Strength Characteristics of ABS and PLA Materials. Journal of Physics: Conference Series, 2377 (1), 012001. doi: https://doi.org/10.1088/1742-6596/2377/1/012001
  26. Velasco, D. C. R., Linhares, J. A. T., Simonassi, N. T., Vieira, C. M. F., Azevedo, A. R. G., Marvila, M. T., Monteiro, S. N. (2023). Influence of the Incorporation of Particulates from the Pineapple Crown on the Impact Strength of Epoxy Systems. TMS 2023 152nd Annual Meeting & Exhibition Supplemental Proceedings, 1252–1257. doi: https://doi.org/10.1007/978-3-031-22524-6_120
  27. Kamaal, M., Anas, M., Rastogi, H., Bhardwaj, N., Rahaman, A. (2020). Effect of FDM process parameters on mechanical properties of 3D-printed carbon fibre–PLA composite. Progress in Additive Manufacturing, 6 (1), 63–69. doi: https://doi.org/10.1007/s40964-020-00145-3
  28. Madu, K., Okoronkwo, G. O., Nwankwo, E. I. (2019). Effects of fiber volume fraction and curing time on impact – Hardness strength properties of areca fibers reinforced polyester thermoset composites. An International Open Free Access, Peer Reviewed Research Journal, 1 (2).‏
  29. Kumar, R., Rani, M., Zafar, S. (2021). Influence of stacking sequence on impact strength/hardness of CF/GF hybrid composites fabricated by VARIMC technique. Materials Today: Proceedings, 45, 4666–4670. doi: https://doi.org/10.1016/j.matpr.2021.01.114
Ідентифікація закономірностей у поведінці поліестерного композиту, армованого скловолокном, під час випробування на удар на основі стандарту ASTM D256

##submission.downloads##

Опубліковано

2023-08-31

Як цитувати

Al-Fahad, I. O. B., Hassan, A. D., Faisal, B. M., & Sharaf, H. kadhim. (2023). Ідентифікація закономірностей у поведінці поліестерного композиту, армованого скловолокном, під час випробування на удар на основі стандарту ASTM D256. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 4(7 (124), 63–71. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2023.286541

Номер

Том 4 № 7 (124) (2023): Прикладна механіка

Розділ

Прикладна механіка

Ліцензія

Авторське право (c) 2023 Imad O. Bachi Al-Fahad, Azzam D. Hassan, Batool Mardan Faisal, Hussein kadhim Sharaf

Creative Commons License

Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Закріплення та умови передачі авторських прав (ідентифікація авторства) здійснюється у Ліцензійному договорі. Зокрема, автори залишають за собою право на авторство свого рукопису та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons CC BY. При цьому вони мають право укладати самостійно додаткові угоди, що стосуються неексклюзивного поширення роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом, але за умови збереження посилання на першу публікацію статті в цьому журналі.

Ліцензійний договір – це документ, в якому автор гарантує, що володіє усіма авторськими правами на твір (рукопис, статтю, тощо).
Автори, підписуючи Ліцензійний договір з ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР», мають усі права на подальше використання свого твору за умови посилання на наше видання, в якому твір опублікований. Відповідно до умов Ліцензійного договору, Видавець ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР» не забирає ваші авторські права та отримує від авторів дозвіл на використання та розповсюдження публікації через світові наукові ресурси (власні електронні ресурси, наукометричні бази даних, репозитарії, бібліотеки тощо).
За відсутності підписаного Ліцензійного договору або за відсутністю вказаних в цьому договорі ідентифікаторів, що дають змогу ідентифікувати особу автора, редакція не має права працювати з рукописом.
Важливо пам’ятати, що існує і інший тип угоди між авторами та видавцями – коли авторські права передаються від авторів до видавця. В такому разі автори втрачають права власності на свій твір та не можуть його використовувати в будь-який спосіб.