Uploaded by MiՏՏ RᗅՏHᗅ

هبة

advertisement
‫الرحيم‬
‫الرمحن‬
‫اهلل‬
‫م‬
‫بس‬
‫ِ‬
‫ِ‬
‫ِ‬
‫ً‬
‫وما قدروا اهلل حق قدره واألرض مجيعا قبضته يوم‬
‫القيامة والسموات مطويات بيمينه سبحانه وتعاىل عما‬
‫يشركون‬
‫صدق اهلل العظيم‬
‫سورة الزمر‬
‫اآلية (‪)67‬‬
‫سلوكيات الصدمة امليكانيكية‬
‫ملرتاكبات بوليمرية‬
‫من قبل الباحثة‬
‫هبة جمعة جعفر‬
‫إشراف‬
‫األستاذ املساعد الدكتور‬
‫صباح سعيد عبد النور‬
‫المقدمة ‪-:‬‬
‫المواد المتراكبة‬
‫الكلمة (متراكب) في مصطلح المواد المتراكبة تدل على ان مادتين او اكثرر تكرون‬
‫متحدة لتكوين مادة ثالثة ذات فائدة‪ .‬عندما تضاف االلياف الى اللدائن مثآل‪ ،‬المرواد‬
‫الناتجة تسمى (متراكبرات)‪ .‬خروا هرذا المتراكبرات تت يرر بوركل واسرم‪ ،‬معتمردة‬
‫علررى طبيعررة اليرراف الترردعي (طررول‪ ،‬وتركيررن‪ ،‬ونرروف الليررف) وعلررى نرروف الررراتن‬
‫المستعمل في المادة األساس‪.‬‬
‫المواد المتراكبة بصورة عامة تمتلك ‪-:‬‬
‫•الوسططالاليف ط ‪,‬لالططيكل ططومليسططيي انّلو ك ططوملال ط ‪,‬لوقططيل ططيلملدةليططةي لا سططة ‪,‬ل‬
‫للملسد لاليثة ‪,‬لاليعةيم‪,‬لالس ّاي ك‪,‬لالدول يّات‪,‬لإلخ‪...‬‬
‫• اليةي لاليفةفةل(الح و ‪Filler‬ل)‪,‬لوهولالاوّلغ طّلاليسطييّ‪,‬لو طيلملاليطيل ‪,‬ليطمل‬
‫اليي ملامل ومليالاد عةليقةئق ةلاوليالاد عةلل ف ة‪.‬‬
‫فيلينيص لالسي ن ةت‪,‬لديأتليظهّليجيولةلجي ي ليملاليطوايلاليي اّ دطةليطيلملاليطوايل‬
‫اليي اّ دط ط ططةلالهنيس ط ط ط ةلالييقييط ط ططة‪.‬لاليصط ط ططال ل(ييقييط ط ططة)ل عنط ط ططيلإملالي ط ط طوايلي ط ط ططوملياتل‬
‫خصةئصللةل ة‪,‬لووزملخف ‪,‬لوقسةو ‪,‬لويقةويةللليآ ‪.‬‬
‫المواد المتراكبة المتقدمة تنقسم على ثالثة اصناف اساسية ‪-:‬‬
‫•اليي اّ دةتلياتلا سة لالدول يّك‪Polymer Matrix Composites.‬‬
‫•اليي اّ دةتلياتلا سة لاليعيني‪Metal Matrix Composite.‬‬
‫•اليي اّ دةتلياتلا سة لالس ّاي ي‪Ceramic Matrix Composite.‬‬
‫للللل‬
‫لاليططةي لاليي اّ دططةليططملخصةئصططهةلإنهططةلي ططومليقةويططةللل ططق لوللليح اططةتلالقةسط ة‪.‬ل‬
‫اليوايلاليي اّ دةلياتلا سة لالدول يّكليييلكللي لفوائي‪,‬لينهة‪-:‬‬
‫•يقةويةل ق للةل ة‬
‫•يقةويةليآ للةل ة‬
‫•الوزملالخف‬
‫نظرررا لمهميةررةة المتنايرردة الترري حصررلت فةررةي السررنوات االخيةةررةرة فرري اسررتعمال المررواد‬
‫المتراكبررة بورركل عررا والبرروليمرات منخررا بورركل خررا فرري مختلررف التطبيقررات الصررناعية‬
‫المتقدمة ‪ ،‬جاء هذا البحث ليسلط الضوء على دراسة ظاهرة اخماد االهتنانات الميكانيكيرة‬
‫في المتراكبات المدعمة بااللياف للتعرف على دور االلياف في تخميد االهتنان ‪.‬‬
‫الي طوايلاليططيلي ط لاسططيعيةلهةلفططيلالدحططيلهططيلا دو سططيل)‪)Ep‬ل‪Epoxy‬لوالدططوليلاسططيّلغ ططّل‬
‫الي طد )‪ Unsaturated Polyester (UP‬وهيطةلنولطةمليطملانطوابلالدطول يّاتلالييصطلي ل‬
‫حّاّ ط ططة‪,‬ل ييط ططةزلا دو سط ططيلدةليصط ططةق يملالعةل ط ططةلويقةويط ططةل ط ططيلوانف ط ط ةاللةل ط ططةلويقةويط ططةل‬
‫ي ةن ططةلج ططي ل‪,‬وهططيالالخصططةئصلني جططةليّ ط لال ططد ةلالثقثططيلا دعططةيلالنططةي ليططملليل ططةل‬
‫اليقس ةل‪.Curing‬‬
‫ودص ططوّ للةي ططةلف ططاملالفحوص ططةتلالي ططيليج ططّكللل ططملاليط طوايله ططيلفحوص ططةتلإيقف ططةلأول‬
‫فحوصططةتلإلإيقف ططة‪,‬لودططةلّغ ليططملإملالفحوصططةتلاايقف ططةلهططيلا ثططّل ط ولةلفططيلفحططصل‬
‫اليوايلالهنيس ةلإإلإملالفحوصةتلالقإيقف ةلوالييليةل ازلطتليحطيوي لااسطيعية ليعطيلإحطي ل‬
‫الوسططةئ لالفعةلططةلللس ط اّ لللططملالنول ططةلح ططيلييي ططزلهططيالالفحوصططةتلد ططيول يهةلفططيليق ط ل‬
‫خواصللي ي لودسّلةلالق ة لدهةلو لفيهةلالقل لةلواي ةن ةلإجّائهةليوقع طةلويعطيليخةاّهطةلأقط ل‬
‫يملالفحوصةتلاايقف ة‪.‬‬
Composites
Reinforcement
Matrix
Polymer
Metal
Ceramic
Particle
Fiber
Large
Continuous
Discontinuous
Structural
Dispersion
Laminate
(chopped)
‫) يوضح تصنيف المواد المتراكبة‬1( ‫شكل‬
Sandwich
panel
‫الفحوصات الميكانيكية‬
‫ل‬
‫لللاملالهططي ليططمل ط لفحططصلهططولفططيةملايا للي ط لالي طوايلوا ج ط از لدةلاّ قططةلالييوقعططةل‬
‫ينه ططة‪,‬لله ططيالال ط ططّبلهنةل ططكلدصطططوّ لاسةس ط ط ةلنولطططةملي ططملالفحوصط ططةتلالي ةن ططةلهيط ططةل‬
‫الفحططصلا يقفططيل‪Destructive Test‬لوالفحططصلالقأيقفططيل ‪Non Destructive‬‬
‫)‪.Test(NDT‬‬
‫الفحصلاايقفيلوهولالفحصلاليكل يل لالقا لا خيدةّ ةلخق لاج اّ لليل ةلالفحطص‪,‬ل‬
‫و يثططة لللططملالفحوصططةتلا يقف ططةلاخيدططةّلال ططيل‪Tensile Test‬لواخيدططةّلا نف ط ةالل‬
‫‪Compression Test‬لواخيدطةّلاإليطوا ل‪Torsion Test‬لواخيدطةّلاإنحنطة ل ‪Bending‬‬
‫‪Test‬واخيدةّلالصقي لل‪Hardness Test‬لدانوالملوغ ّهةليملا خيدةّات‪.‬‬
‫ايططةلالفحططصلالقإيقفططيلفهططولا صططاققلالططيكل الططئلللططمل ط لالا اّئططئلاليي نططةللفحططصل‬
‫اليوايلوا ج از ليمليوملايقفهةلاولاليةث ّلللملالعي لاليكلصييتليملاجلطم‪,‬لويطملاهط ل‬
‫الا اّئططئلال ططةئعةلفططيلالفحططصلهططي‪,‬لاليعة نططةلالدصططّ ة ‪Visual Technique‬لواّ قططةل‬
‫‪Liquid‬لواّ قط ط ططةلالفحط ط ططصلدةليوجط ط ططةتلالسط ط ططيع ةل‬
‫الس ط ط طوائ لاليي ل لط ط ططةل‪Penetrant‬‬
‫‪Ultrasonic Test‬لواخيدططةّلالصططييةل‪Impact Resonance‬لواخيدططةّلا ‪Pulse‬‬
‫‪Velocity‬لويقن ةتلاخيةيلا هيزازل‪.vibration damping technique‬‬
‫األهـتــزاز ‪Vibration‬‬
‫لللا هيزازلهولحّ ةليوّ ةللجس لاولنظة ل(يجيولة)لاجسة ل‬
‫ييصلةليزاحةليمليوق لاليوازم‪,‬لودصوّ للةيةلفاملجي ل‬
‫ا جسة لالييللهةل يلةلولهةليّونةلي وملقةدلةلللملا هيزاز‪,‬ل‬
‫فيعظ لا جهز لوالين آتلالهنيس ةليعةنيليّجةتلييفةويةليمل‬
‫ا هيزازلوييال ليصةي يهةليّالة لسلو هةلالييديديلليويلةن‪.‬‬
‫احيانا يكون األهتنان مرغوبا ً فيه‪ ،‬على سبيل المثال‪ ،‬حركة‬
‫الووكة الرنانة‪ ،‬والمنمار في آالت النفخ (األوركسترا) او‬
‫الخارمونيكا ضرورية لألداء الصحيح ألدوات مختلفة‪ .‬احيانا‬
‫اخرى يكون األهتنان غير مرغوب فيه‪ ،‬بسبب ضياف الطاقة‬
‫وخلق الضوضاء غير المرغوب فيخا‪ .‬على سبيل المثال‪،‬‬
‫الحركة األهتنانية للمحركات‪ ،‬الماطورات الكخربائية‪ ،‬او اي‬
‫جخان ميكانيكي‪.‬‬
‫الجانب العملي‬
‫اخماد االهتزاز‬
‫االنحراف‬
‫الجساءه‬
‫التردد الطبيعي‬
‫زمن الذبذب‬
‫تدعي بكسور حجميه مختلفه ‪)1,2,3(%‬‬
‫المادة المتراكبه‬
‫تنعيم العينات‬
‫االختبارات الميكانيكيه‬
‫راتنج االيبوكسي‬
‫راتنج البولي استر‬
‫غير المشبع‬
‫الياف الزجاج‬
‫الياف الكاربون‬
‫الياف النحاس‬
‫المادة االساس‬
‫المادة المدعمة‬
‫لل المررواد األوليررة الترري ت ر اسررتعمالخا فرري البحررث مررن الممكررن ان تقس ر علررى‬
‫قسمين‪ ،‬األول‪ ،‬المادة األساس (ت استعمال راترن األيبوكسري وراترن البرولي‬
‫اسررتر غيررر المورربم) والقس ر الثرراني يتمثررل بمررواد الترردعي والمتمثلررة بررة(أليرراف‬
‫الكاربون والياف النجاج والياف النحاس) بنوعيخا المستمرة والقصيرة‪.‬‬
‫ل‬
‫ليط لاسططيعية لنططوبلاليططيل لدة ل ططة لفقططالاكلاسططيعية لال ططة ليخيلفططةليططملغ ططّل‬
‫الياططّئلالططملاليططيل لدططة نوابلا خططّ ‪.‬لوهططيالالنططوبليططملاليططيل ل سططيعي لفقططال‬
‫نيةجليطوايلياتلخصطةئصلي ةن طةلج طي لوخةصطةلايال ةنطتلاليطةي لالينيجطةل‬
‫سيعيييلفيلياد قةتله ل ة‪.‬ل‬
‫المادة األساس ‪-:‬‬
‫‪‬راتن االيبوكسي‪-:‬‬
‫راتن األيبوكسي (نوف ‪ ) Quick mast 105‬هو النوف الذي اُستخد في البحث‪،‬‬
‫وهو في الحالة السائلة ومن الممكن تحويله الى الحالة الصلبة بأضافة المصلد‪.‬‬
‫‪ ‬راتنج البولي استر غير المشبع ‪-:‬‬
‫هو احد الراتنجات المطاوعة للحرارة ويستعمل في مدى واسم من التطبيقات‬
‫الصناعية‪ .‬من صفاته انه ومقاومته للتآكل ممتانةرخي ‪ .‬ويستعمل ايضا كعانل‬
‫كخربائي وفي صناعة الخنانات واألنابيب‪.‬‬
‫مواد التدعيم ‪-:‬‬
‫‪‬الياف الكاربون‪-:‬‬
‫الياف الكاربون هي الياف ذات اداء عالي والتي تستعمل بوكل واسم في تدعي‬
‫المتراكبات المتقدمة ذات األساس البوليمري‪ .‬والسبب في ذلك ان الياف‬
‫الكاربون تمتلك القيمة األعلى في معامل المرونة والمتانة مقارنتا مم الياف‬
‫التدعي بجميم انواعخا وتبدي تنوف في الممينات الفينيائية والكيميائية وبالتالي‬
‫تسمح بنووء متراكبات ذات خصائ هندسية نوعية‪ ،‬وكذلك عمليات تصنيم‬
‫المتراكب والليف تكون نسبيا رخيصة الكلفة‪.‬‬
‫‪ ‬الياف الزجاج ‪-:‬‬
‫لللللقيلي لاسيعية لال ة لالزجةجلنوبل(‪)E‬لفيلالدحيلالحةليلد ل م‪,‬لا و لال ة ليسييّ ل‬
‫دااوا ليع نةلوياتلقاّلدحيويل(‪,)10-14m‬لوالثةنيلال ة لقص ّ ليقاعةلدااوا لييّاوقلد مل‬
‫(‪)6-8mm‬لودنف لالقاّلاليي وّ‪.‬‬
‫‪ ‬الياف النحاس ‪-:‬‬
‫النحاس هو األكثر فائدة من بين الفلنات واألكثر استعماالً من قبل البور‪ .‬يوجد‬
‫بوكل طبيعي ويوجد ايضا بأعداد كبيرة من المعادن الخا ‪ .‬يكون لونه اصفر‬
‫محمراً ويكون متينا ً‪ ،‬هوا ً‪ ،‬قابمً للطرق ويعطي رونقا رائعا عندما يصقل‪ .‬يعد‬
‫األفضل في التوصيل الكخربائي من بعد الفضة‪.‬‬
‫استخدامات النحاس‪-:‬‬
‫•ل سيعي لد ل د ّلفيللي لا سقكلال هّدةئ ة‬
‫•ل سيعي لفيلالاق لال هّدةئي‬
‫•ل سيعي لا فةل يةي ليخيي لوفيلصن لالسدةئك‪.‬‬
‫ُ‬
‫طبقت طريقة القولبة اليدوية ‪ Hand lay-up molding‬في عملية تحضير‬
‫العينات‪ ،‬وت اختيار هذا الطريقة دون الطرائق المعقدة األخرى لسخولة التصنيم‬
‫بخذا الطريقة وحرية استعمال اي وكل من األلياف في التدعي (مقطعة‪ ،‬عووائية‪،‬‬
‫متعامدة‪.....،‬الخ)‬
‫يكون القالب عبارة عن جنئين‪ ،‬الجنء األول عبارة عن لوح مستطيل من‬
‫الخوب يمثل قاعدة القالب والجنء الثاني عبارة عن اطار خوبي مستطيل‬
‫الوكل‪ ،‬ابعاد القالب (‪ )1×4.5×14.5‬س ‪.‬‬
‫كما ان بخذا الطريقة يمكن تصنيم نماذج بأحجا مختلفة وحسب الحج‬
‫المطلوب واألبعاد المطلوبة‪ ،‬والكلفة تكون اقل من بقية طرائق التصنيم‪.‬‬
‫ودصوّ للةيةلفانهةليعيلالاّ قةلا ثّلياد قةنلد ملاّائئلاليصن ‪.‬‬
‫الياف‬
‫الواح‬
‫خشبية‬
‫زجاج‬
‫الياف‬
‫النتائج‬
‫أجريت هذا الدراسة بأستعمال راتنجي االيبوكسي والبولي استر غير الموبم كمادة اساس للمواد المتراكبة‪،‬‬
‫ت استعمال ألياف الكاربون والنجاج والنحاس بوكل الياف مستمرة وقصيرة كمواد تدعي وبكسور حجمية‬
‫( ‪ ،% ) 3 ، 2 ، 1‬إذ ت تحضير ( ‪ ) 6‬انواف من المواد المتراكبة للمادة االساس ‪-: EP‬‬
‫•االيبوكسي المدع‬
‫•االيبوكسي المدع‬
‫•االيبوكسي المدع‬
‫•االيبوكسي المدع‬
‫•االيبوكسي المدع‬
‫•االيبوكسي المدع‬
‫بألياف الكاربون المستمرة ‪.‬‬
‫بألياف الكاربون القصيرة‪.‬‬
‫بألياف النجاج المستمرة ‪.‬‬
‫بألياف النجاج القصيرة ‪.‬‬
‫بألياف النحاس المستمرة ‪.‬‬
‫بألياف النحاس القصيرة ‪.‬‬
‫كذلك ت تحضير ( ‪ ) 6‬أنواف من المواد المتراكبة للمادة االساس ‪-: UP‬‬
‫•البولي استر غير الموبم المدع بألياف الكاربون المستمرة ‪.‬‬
‫• البولي استر غير الموبم المدع بألياف الكاربون القصيرة‪.‬‬
‫•البولي استر غير الموبم المدع بألياف النجاج المستمرة ‪.‬‬
‫•البولي استر غير الموبم المدع بألياف النجاج القصيرة ‪.‬‬
‫•المدع البولي استر غير الموبم بألياف النحاس المستمرة ‪.‬‬
‫البولي استر غير الموبم المدع بألياف النحاس القصيرة ‪.‬‬
‫ان الخصائ‬
‫‪(1‬‬
‫‪(2‬‬
‫‪(3‬‬
‫‪(4‬‬
‫‪(5‬‬
‫الميكانيكية التي ت دراستخا هي‪-:‬‬
‫خاصية أخماد االهتنان‪.‬‬
‫دراسة االنحراف‪.‬‬
‫الجساءة‪.‬‬
‫التردد الطبيعي‪.‬‬
‫نمن الذبذبة ‪.‬‬
‫األ زاحة العظمى (‪ )Y‬للعينة تبدو انها تتناقص اسيا مع التردد الطبيعي لمختلف المتراكبـات‪ .‬علـى كـ‬
‫حا ‪ ,‬من الممكـن مالحظـة ان كـ نقطـة مـن المنحنيـات المعرولـة تمثـ متراكـ مختلفـا‪.‬النقـاط اات‬
‫قيم ازاحة (‪ )Y‬عالية تعود الى انحراف المتراكبات التي تكون مدعمـة باليـاف قصـيرة بعميـع انواعهـا‪,‬‬
‫بينما النقاط اات قيم (‪ )Y‬واطئة فهي عبارة عن متراكبـات مدعمـة باليـاف طويلـة وبمختلـف انواعهـا‪.‬‬
‫وهاا من الممكن ان يعود الى نوع الترابط الموعود بين األلياف والمادة األساس‪.‬‬
‫‪120‬‬
‫‪100‬‬
‫‪80‬‬
‫‪60‬‬
‫‪40‬‬
‫‪20‬‬
‫‪0‬‬
‫‪1400‬‬
‫‪1200‬‬
‫‪1000‬‬
‫‪800‬‬
‫‪600‬‬
‫‪400‬‬
‫‪200‬‬
‫‪0‬‬
‫‪Ep+1% cs th‬‬
‫‪Ep+1%Gl th‬‬
‫‪Ep+1%Gs th‬‬
‫‪Ep+1%cul th‬‬
‫‪Ep+1%cus th‬‬
‫‪Ep Pure‬‬
‫‪Ep+1%cl th‬‬
‫‪Up+1%cl th‬‬
‫‪Up+1%cs th‬‬
‫‪Up+1%Gl th‬‬
‫‪Up+1%Gs th‬‬
‫‪Up+1%cul th‬‬
‫‪Up+1%cus th‬‬
‫‪Up Pure‬‬
‫‪Ep+2%cl th‬‬
‫‪Ep+2%cs th‬‬
‫‪Ep+2%Gl th‬‬
‫‪Ep+2%Gs th‬‬
‫‪Ep+2%cul th‬‬
‫‪Ep+2%cus th‬‬
‫‪Up+2%cl th‬‬
‫‪Up+2%cs th‬‬
‫‪Up+2%Gl th‬‬
‫‪Up+2%Gsth‬‬
‫‪Up+2%cul th‬‬
‫‪Up+2%cus th‬‬
‫‪Ep+3%cl th‬‬
‫‪Ep+3%cs th‬‬
‫‪Ep+3%Gl th‬‬
‫‪Ep+3%Gs th‬‬
‫‪Ep+3%cul th‬‬
‫‪Ep+3%cus th‬‬
‫‪Up+3%cl th‬‬
‫‪Up+3%cs th‬‬
‫‪Up+3%Gl th‬‬
‫‪Up+3%Gs th‬‬
‫‪Up+3%cul th‬‬
‫‪Up+3%cus th‬‬
‫نشاهد من المنحنى المعروض في الشكل (‪ )4-4‬سلوكية شمولية (‪ )Universal‬تمثل تناقصا ً‬
‫أسيا ً تمثل تغاير ما بين درجة االنحراف اللحظية للعتلة (‪ )Cantilever‬المهتزة ومعامل‬
‫المرونة لمادة العتلة المتراكبة نالحظ ان النقاط ذات قيم االنحراف العالي هي تلك التي تكون‬
‫مدعمة بشكل عام بااللياف المقطعة (‪ ,)Chopped Fiber‬بينما نالحظ مديات انحراف‬
‫العتالت المتراكبة المدعمة بااللياف الطويلة المستمرة تكون واطئة بشكل عام بغض النظر عن‬
‫نوع مادة الوسط المضيف او مادة االلياف الداعمة‪.‬‬
‫‪100‬‬
‫‪90‬‬
‫‪80‬‬
‫‪70‬‬
‫‪60‬‬
‫‪50‬‬
‫‪40‬‬
‫‪30‬‬
‫‪20‬‬
‫‪10‬‬
‫‪0‬‬
‫‪18‬‬
‫‪16‬‬
‫‪14‬‬
‫‪12‬‬
‫‪8‬‬
‫‪10‬‬
‫‪E‬‬
‫‪6‬‬
‫‪4‬‬
‫‪2‬‬
‫‪0‬‬
‫‪Ep+1% cs th‬‬
‫‪Ep+1%Gl th‬‬
‫‪Ep+1%Gs th‬‬
‫‪Ep+1%cul th‬‬
‫‪Ep+1%cus th‬‬
‫‪Ep Pure‬‬
‫‪Ep+1%cl th‬‬
‫‪Up+1%cl th‬‬
‫‪Up+1%cs th‬‬
‫‪Up+1%Gl th‬‬
‫‪Up+1%Gs th‬‬
‫‪Up+1%cul th‬‬
‫‪Up+1%cus th‬‬
‫‪Up Pure‬‬
‫‪Ep+2%cl th‬‬
‫‪Ep+2%cs th‬‬
‫‪Ep+2%Gl th‬‬
‫‪Ep+2%Gs th‬‬
‫‪Ep+2%cul th‬‬
‫‪Ep+2%cus th‬‬
‫‪Up+2%cl th‬‬
‫‪Up+2%cs th‬‬
‫‪Up+2%Gl th‬‬
‫‪Up+2%Gsth‬‬
‫‪Up+2%cul th‬‬
‫‪Up+2%cus th‬‬
‫‪Ep+3%cl th‬‬
‫‪Ep+3%cs th‬‬
‫‪Ep+3%Gl th‬‬
‫‪Ep+3%Gs th‬‬
‫‪Ep+3%cul th‬‬
‫‪Ep+3%cus th‬‬
‫‪Up+3%cl th‬‬
‫‪Up+3%cs th‬‬
‫‪Up+3%Gl th‬‬
‫‪Up+3%Gs th‬‬
‫‪Up+3%cul th‬‬
‫‪Up+3%cus th‬‬
‫اما الوكل فيعرض ت اير الذبذبة الطبيعية المحسوبة للمتراكبات مم قي‬
‫ ويمحظ من المنحني ان لجميم المتراكبات باختمف‬.‫معامل المرونة لخا‬
‫نوعية االوساط المضيفة او الياف التدعي هناك سلوكية طردية موحدة ما‬
.‫بين معامل المرونة و التردد الطبيعي للمواد المتراكبة‬
Ep+1% cs th
Ep+1%Gl th
Ep+1%Gs th
Ep+1%cul th
Ep+1%cus th
Ep Pure
Ep+1%cl th
Up+1%cl th
Up+1%cs th
Up+1%Gl th
Up+1%Gs th
Up+1%cul th
Up+1%cus th
Up Pure
Ep+2%cl th
Ep+2%cs th
Ep+2%Gl th
Ep+2%Gs th
Ep+2%cul th
Ep+2%cus th
Up+2%cl th
Up+2%cs th
Up+2%Gl th
Up+2%Gsth
Up+2%cul th
Up+2%cus th
Ep+3%cl th
Ep+3%cs th
Ep+3%Gl th
Ep+3%Gs th
Ep+3%cul th
Ep+3%cus th
Up+3%cl th
Up+3%cs th
Up+3%Gl th
Up+3%Gs th
Up+3%cul th
Up+3%cus th
1400
1200
1000
800
600
400
200
0
0
2
4
6
8
10
E
12
14
16
18
‫ان سلوكية المنحنى الموحد المعروضة في الشكل تتشابه وتتوافق مع الشكلين السابقين ‪ ,‬اذ‬
‫يعرض سلوكية طردية مباشرة ما بين قيم الجساءة ‪ K‬والترددات الطبيعية للمواد المتراكبة‬
‫المستعملة في هذا البحث‪ .‬هنا ايضا نالحظ اثر نظرية المرونة الكالسيكية في احتساب‬
‫المتغيرات الميكانيكية للمواد وكيفية اصطفاف القيم الناتجة عن المتراكبات المدعمة بااللياف‬
‫الطويلة بشكل منعزل عن تلك المدعمة بااللياف المقطعة‪ .‬ما عدا ذلك فان قيم التردد الطبيعي‬
‫للمادة تتناسب طرديا مع قيم جساءته‪.‬‬
‫‪80000‬‬
‫‪70000‬‬
‫‪60000‬‬
‫‪50000‬‬
‫‪40000‬‬
‫‪30000‬‬
‫‪20000‬‬
‫‪10000‬‬
‫‪0‬‬
‫‪1000‬‬
‫‪900‬‬
‫‪800‬‬
‫‪700‬‬
‫‪600‬‬
‫‪500‬‬
‫‪400‬‬
‫‪300‬‬
‫‪200‬‬
‫‪100‬‬
‫‪0‬‬
‫‪Ep+1% cs th‬‬
‫‪Ep+1%Gl th‬‬
‫‪Ep+1%Gs th‬‬
‫‪Ep+1%cul th‬‬
‫‪Ep+1%cus th‬‬
‫‪Ep Pure‬‬
‫‪Ep+1%cl th‬‬
‫‪Up+1%cl th‬‬
‫‪Up+1%cs th‬‬
‫‪Up+1%Gl th‬‬
‫‪Up+1%Gs th‬‬
‫‪Up+1%cul th‬‬
‫‪Up+1%cus th‬‬
‫‪Up Pure‬‬
‫‪Ep+2%cl th‬‬
‫‪Ep+2%cs th‬‬
‫‪Ep+2%Gl th‬‬
‫‪Ep+2%Gs th‬‬
‫‪Ep+2%cul th‬‬
‫‪Ep+2%cus th‬‬
‫‪Up+2%cl th‬‬
‫‪Up+2%cs th‬‬
‫‪Up+2%Gl th‬‬
‫‪Up+2%Gsth‬‬
‫‪Up+2%cul th‬‬
‫‪Up+2%cus th‬‬
‫‪Ep+3%cl th‬‬
‫‪Ep+3%cs th‬‬
‫‪Ep+3%Gl th‬‬
‫‪Ep+3%Gs th‬‬
‫‪Ep+3%cul th‬‬
‫‪Ep+3%cus th‬‬
‫‪Up+3%cl th‬‬
‫‪Up+3%cs th‬‬
‫‪Up+3%Gl th‬‬
‫‪Up+3%Gs th‬‬
‫‪Up+3%cul th‬‬
‫‪Up+3%cus th‬‬
‫اما بالنسبة لهذا الشكل فيتبين بان اعلى قيمة للتردد الطبيعي هي للمادة (‪ )Ep+CFL‬اذ ان الجذر التربيعي لنسبة ال‬
‫‪ K/M‬هي اعلى من غيرها من المواد المتراكبة المستعملة‪ ,‬هذا االمر الذي ينعكس على التطبيق العملي في استعمال‬
‫هذه المادة قد يتطلب تطبيقا ً معينا ً بنفس االبعاد لهذا ال‪ Beam‬استعمال مادة متراكبة ذات تردد طبيعي اساسي عال‪,‬‬
‫اما اوطأ قيمة للتردد الطبيعي هي للمادة (‪ )Up+GFs‬حيث ان الجذر التربيعي لنسبة ال‪ K/M‬هي اوطأ من غيرها من‬
‫المواد المتراكبة المستعملة‪ ,‬الذي ينعكس على التطبيق العملي في استعمال هذه المادة قد يتطلب تطبيقا ً معينا ً بنفس‬
‫االبعاد لهذا ال‪ Beam‬استعمال مادة متراكبة ذات تردد طبيعي اساسي واطئ‪ ,‬وهذا يعطي مؤشراً للمصممين في‬
‫اختيار مواد متراكبة في التطبيقات العملية على وفق الترددات القسرية لتالفي حصول الرنين‪.‬‬
‫‪3‬‬
‫‪2.5‬‬
‫‪2‬‬
‫‪1.5‬‬
‫‪1‬‬
‫‪0.5‬‬
‫‪0‬‬
‫‪Ep+1% cs th‬‬
‫‪1400‬‬
‫‪Ep+1%Gl th‬‬
‫‪Ep+1%Gs th‬‬
‫‪Ep+1%cul th‬‬
‫‪Ep+1%cus th‬‬
‫‪Ep Pure 1200‬‬
‫‪Ep+1%cl th‬‬
‫‪Up+1%cl th‬‬
‫‪Up+1%cs th‬‬
‫‪Up+1%Gl th‬‬
‫‪Up+1%Gs th‬‬
‫‪1000‬‬
‫‪Up+1%cul th‬‬
‫‪Up+1%cus th‬‬
‫‪Up Pure‬‬
‫‪Ep+2%cl th‬‬
‫‪Ep+2%cs th 800‬‬
‫‪Ep+2%Gl th‬‬
‫‪Ep+2%Gs th‬‬
‫‪Ep+2%cul th‬‬
‫‪Ep+2%cus th‬‬
‫‪Up+2%cl th 600‬‬
‫‪Up+2%cs th‬‬
‫‪Up+2%Gl th‬‬
‫‪Up+2%Gsth‬‬
‫‪Up+2%cul th‬‬
‫‪Up+2%cus th400‬‬
‫‪Ep+3%cl th‬‬
‫‪Ep+3%cs th‬‬
‫‪Ep+3%Gl th‬‬
‫‪Ep+3%Gs th‬‬
‫‪Ep+3%cul th200‬‬
‫‪Ep+3%cus th‬‬
‫‪Up+3%cl th‬‬
‫‪Up+3%cs th‬‬
‫‪Up+3%Gl th‬‬
‫‪Up+3%Gs th 0‬‬
‫‪Up+3%cul th‬‬
‫‪Up+3%cus th‬‬
‫يتبين من المنحنى في الشكل بان اعلى ازاحة اهتزازية تحصل عند المواد المتراكبة المدعمة‬
‫بااللياف المقطعة‪ ,‬في حين اقل ازاحة عند نفس القوة تحصل عند المواد المتراكبة المدعمة‬
‫بااللياف الطويلة‪ ,‬االمر الذي يشير الى ان الجساءة ‪ K‬في حالة المواد المتراكبة المدعمة بااللياف‬
‫المقطعة هي اقل من المواد المتراكبة المدعمة بااللياف الطويلة وهذا يشير إلى ان معامل يونك‬
‫في حالة المواد المتراكبة المدعمة بااللياف المقطعة هو اقل مما هو عليه في حالة المواد‬
‫المتراكبة المدعمة بااللياف الطويلة‪.‬‬
‫‪3‬‬
‫‪2.75‬‬
‫‪2.5‬‬
‫‪2.25‬‬
‫‪2‬‬
‫‪1.75‬‬
‫‪1.5‬‬
‫‪Td‬‬
‫‪1.25‬‬
‫‪1‬‬
‫‪0.75‬‬
‫‪0.5‬‬
‫‪0.25‬‬
‫‪0‬‬
‫‪Ep+1% cs th 120‬‬
‫‪Ep+1%Gl th‬‬
‫‪Ep+1%Gs th‬‬
‫‪Ep+1%cul th‬‬
‫‪Ep+1%cus th‬‬
‫‪Ep Pure‬‬
‫‪Ep+1%cl th 100‬‬
‫‪Up+1%cl th‬‬
‫‪Up+1%cs th‬‬
‫‪Up+1%Gl th‬‬
‫‪Up+1%Gs th‬‬
‫‪Up+1%cul th 80‬‬
‫‪Up+1%cus th‬‬
‫‪Up Pure‬‬
‫‪Ep+2%cl th‬‬
‫‪Ep+2%cs th‬‬
‫‪Ep+2%Gl th‬‬
‫‪Ep+2%Gs th 60‬‬
‫‪Ep+2%cul th‬‬
‫‪Ep+2%cus th‬‬
‫‪Up+2%cl th‬‬
‫‪Up+2%cs th‬‬
‫‪Up+2%Gl th 40‬‬
‫‪Up+2%Gsth‬‬
‫‪Up+2%cul th‬‬
‫‪Up+2%cus th‬‬
‫‪Ep+3%cl th‬‬
‫‪Ep+3%cs th‬‬
‫‪20‬‬
‫‪Ep+3%Gl th‬‬
‫‪Ep+3%Gs th‬‬
‫‪Ep+3%cul th‬‬
‫‪Ep+3%cus th‬‬
‫‪Up+3%cl th‬‬
‫‪0‬‬
‫‪Up+3%cs th‬‬
‫‪Up+3%Gl th‬‬
‫‪Up+3%Gs th‬‬
‫‪Up+3%cul th‬‬
‫‪Up+3%cus th‬‬
‫يتبين من المنحنى في الشكل بأن اعلى قيمة اخماد تحصل عند المواد المتراكبة المدعمة بااللياف‬
‫المقطعة (للمتراكب ‪ )Ep + CFs‬في حين اوطأ قيمة اخماد عند المواد المتراكبة المدعمة بااللياف‬
‫الطويلة وللمادة االساس ‪ .Up‬كما يالحظ ان كال المادتين االساس المستعملة في البحث هي‬
‫اي ذات معامل مرونة واطئ) لذلك فأن هذا المنحنى يمثل الدور الذي يلعبه بواسطة‬
‫البوليمر ( ً‬
‫الكسر الحجمي الذي ُيحسن قيم معامل المرونة‬
‫‪450000‬‬
‫‪400000‬‬
‫‪350000‬‬
‫‪300000‬‬
‫‪250000‬‬
‫‪200000‬‬
‫‪150000‬‬
‫‪100000‬‬
‫‪50000‬‬
‫‪0‬‬
‫‪18‬‬
‫‪16‬‬
‫‪14‬‬
‫‪12‬‬
‫‪8‬‬
‫‪10‬‬
‫‪E‬‬
‫‪6‬‬
‫‪4‬‬
‫‪2‬‬
‫‪0‬‬
‫‪Ep+1% cs th‬‬
‫‪Ep+1%Gl th‬‬
‫‪Ep+1%Gs th‬‬
‫‪Ep+1%cul th‬‬
‫‪Ep+1%cus th‬‬
‫‪Ep Pure‬‬
‫‪Ep+1%cl th‬‬
‫‪Up+1%cl th‬‬
‫‪Up+1%cs th‬‬
‫‪Up+1%Gl th‬‬
‫‪Up+1%Gs th‬‬
‫‪Up+1%cul th‬‬
‫‪Up+1%cus th‬‬
‫‪Up Pure‬‬
‫‪Ep+2%cl th‬‬
‫‪Ep+2%cs th‬‬
‫‪Ep+2%Gl th‬‬
‫‪Ep+2%Gs th‬‬
‫‪Ep+2%cul th‬‬
‫‪Ep+2%cus th‬‬
‫‪Up+2%cl th‬‬
‫‪Up+2%cs th‬‬
‫‪Up+2%Gl th‬‬
‫‪Up+2%Gsth‬‬
‫‪Up+2%cul th‬‬
‫‪Up+2%cus th‬‬
‫‪Ep+3%cl th‬‬
‫‪Ep+3%cs th‬‬
‫‪Ep+3%Gl th‬‬
‫‪Ep+3%Gs th‬‬
‫‪Ep+3%cul th‬‬
‫‪Ep+3%cus th‬‬
‫‪Up+3%cl th‬‬
‫‪Up+3%cs th‬‬
‫‪Up+3%Gl th‬‬
‫‪Up+3%Gs th‬‬
‫‪Up+3%cul th‬‬
‫‪Up+3%cus th‬‬
‫وكراً لحسن اص ائك‬
‫والسم عليك ورحمة‬
‫هللا وبركاته‬
Download