Seediscussions,stats,andauthorprofilesforthispublicationat:https://www.researchgate.net/publication/272291266

Tensileandimpactpropertiesforcarbumpersafterreinforcingbydifferenttypesoffibers

Research·February2015

DOI:10.13140/2.1.1164.1121

READS

21

1author:

AliI.Al-Mosawi

FreeConsultation

379PUBLICATIONS656CITATIONS

SEEPROFILE

Allin-textreferencesunderlinedinbluearelinkedtopublicationsonResearchGate,

lettingyouaccessandreadthemimmediately.

Availablefrom:AliI.Al-Mosawi

Retrievedon:18August2016

وزارة التعليم العايل والبحث العلمي

هيئة التعليم التقني

بابل –املعهد التقني

فرع السيارات/ املكائن واملعداتقسم

ملصدات السيارات والشد الصدمة تيخاصي

بعد تقويتها بأنواع ألياف خمتلفة

كجزء من املكائن واملعدات قسم –بابل / مشروع مقدم إىل عمادة املعهد التقني

ميكانيك السياراتني يف تقمتطلبات نيل درجة الدبلوم ال

من قبل الطلبة

إشراف

املوسويعلي إبراهيم

مدرس

هـ 1434 م 2013

حسن هاشم حسن حيدر شاكر حممد

حسني علي عيسى

حيدر جعفر علي اهلادي

رائد حممد هادي

اهللا سم ب محن الر

يمح الر

و

وت آم

أ

يت

م

م

الع ن

م ل

إ ل ال ق

يال

ص

ليالع اهللا دق

يمظ الع

سورة اإلسراء

)85(اآلية

............إىل

.............النجوم املتأللئة يف مسائي

إخوتي........... والدي

وأصدقائي املقربني

إلهداءا

المتفض�ل األول واألخی�ر ف�ي إكم�ال اهللا سبحانه وتعاىلبعد تقدیم كل الشكر والحمد والثناء إلى

العمی�����ق لمش�����رفنا األس�����تاذ فإنن�����ا نرغ�����ب ب�����التعبیر ع�����ن إمتنان�����ا ھ�����ذا البح�����ث ، وم�����ن بع�����ده

.علي إبراھیم الموسوي لما قدمھ من مساعدة في إكمال المشروع

لتقدیم�ھبابل –في المعھد التقني المكائن والمعداتلقسم وتقدیرنا كذلك نرغب بالتعبیر عن شكرنا

.كل المساعدة الممكنة في سبیل إكمالنا لھذا المشروع

لشكر والتقديرا

خاصية الصدمة ملصدات السيارات بعد ” الموسوم مشروعال ان إعداد ھذأشھد بأ

-المكائن والمعداتفي قسم يجرى تحت أشراف “تقويتها بأنواع ألياف خمتلفة

میكانیكفي دبلوم التقنيجزء من متطلبات نیل درجة ال وبابل وھ/ المعھد التقني . السیارات

املشرف

علي إبراهيم مسلم املوسوي

مدرس

قرار املشرفإ

رقم الصفحة املوضوع التسلسل

iii الخالصة

1 المقدمة 1.1

2 خواص المواد المركبة 2.1

2 مقاومة الصدمة 3.1

4 راتنج البولي أستر 4.1

5 اف الزجاجیةـــاأللی 5.1

6 ألیاف الكاربون 6.1

6 ھدف الدراسة 7.1

7 مراجعة األدبیات 8.1

8 المستخدمة في البحث المواد 1.2

8 تحضیر النماذج 2.2

10 اإلختبارات المیكانیكیة 3.2

ات ــــويـــاحملت

اجلانب النظري –الفصل األول

يعملاجلانب ال – ثانيالفصل ال

12 المقــدمـة 1.3

14 اإلستنتاجات 2.3

14 التوصیات 3.3

النتائج واملناقشة – ثالثالفصل ال

املصادر

الخالصة

حساب قیم الخواص المیكانیكیة لراتنج البولي أستر غیر المشبع الدراسة هتم في ھذ

(SIROPOL 8340-PI) أحادیة اإلتجاه نوع الزجاج ألیاف ب والذي تم تقویتھ-E ذات كثافة

(2.6g/cm3) ذات كثافة ) 90°- 0°(بشكل ظفائر محاكة ثنائیة اإلتجاه الكاربون لیافأب، و

(1.95 Kg\m3) ، لراتنج البولي مقاومة الشد و مقاومة الصدمة كل من خاصیتي تم دراسة حیث

راتنج البولي أستر غیر المشبع بنسب تقویةتم . لیاف األب قبل وبعد التقویة أستر غیر المشبع

ودراسة أثر ذلك على الخواص كنسب وزنیة و (%20,%40,%60) من األلیاف تقویة مختلفة

.المیكانیكیة

وتزداد ھذه الخواص بزیادة قیمة ھذه باأللیافأظھرت النتائج تحسن ھذه الخواص بعد التقویة

لقد تم الحصول على أفضل قیم للخواص عند نسبة تقویة وزنیة . الخواص مع زیادة نسبة التقویة

.وكانت أفضل القیم للخواص المیكانیكیة عند التقویة بالیاف الكاربون %)60(

اخلالصة

الفصل األول

اجلانب النظري

الجانب النظري: الفصل األول

(Introduction)ة ـــدمـــــــــاملق 1.1

الص�ناعیة بعض الخ�واص الت�ي تتناس�ب م�ع العدی�د م�ن التطبیق�ات مركبةمتالك المواد الإلبالنظر

تجم�ع ب�ین مركب�ةلذلك فأنھا نالت مكانة مرموقة بین الم�واد الھندس�یة المختلف�ة، حی�ث أن الم�واد ال

خ��واص م��ادتین أو أكث��ر متج��اوزة مس��اوئ ك��ل م��ادة إض��افة إل��ى ذل��ك فھ��ي تمتل��ك إمكانی��ة ال��تحكم

بخواص��ھا س��واء ع��ن طری��ق ن��وع ونس��ب الم��واد المكون��ة لھ��ا أو م��ن خ��الل تص��میمھا وطرائ��ق

المق���واة ب���أنواع مختلف���ة م���ن األلی���اف الزجاجی���ة مركب���ةال ةالبولیمیری���تمت���از الم���واد . تص���نیعھا

بونیة والمعدنیة باستعماالتھا الواسعة التي أخذت الحی�ز األكث�ر م�ن البح�وث الس�ابقة، ولك�ن والكار

المقواة بالدقائق الكثیر م�ن االھتم�ام مقارن�ة م�ع مركبةال ةالبولیمیریمن جھة أخرى لم تأخذ المواد

].1[المواد المقواة باأللیاف

الحاض�ر عل�ى ال�دور الفع�ال للم�واد لذلك تبل�ور مح�ور تركی�ز المص�ممین والمھندس�ین ف�ي الوق�ت

الھندس�یة الت�ي دخل�ت ف�ي مختل�ف المج�االت الص��ناعیة، ل�ذا فلق�د ت�م اختیارھ�ا وتص�نیعھا بعملی��ات

ع��ن تحلی��ل متع��ددة ومتعاقب��ة وفق��ا لتراكی��ب تص��میمیة وإنش��ائیة ت��تالءم م��ع األداء ال��وظیفي فض��ال

الص�ناعیة والت�ي تبغ�ي الس�یر باتج�اه واس�تجابة لمتطلب�ات التط�ور والنھض�ة . فشلھا في ذلك األداء

تحس��ین أداء المن��تج م��ن ناحی��ة التص��میم والتص��نیع، فف��ي الھندس��ة اإلنش��ائیة ھن��اك مس��اع لتش��كیل

تراكی��ب ذات ق��وة ومتان���ة وموثوقی��ة م��ن حی���ث جمالیتھ��ا ومقاومتھ��ا للتآك���ل، أم��ا ف��ي المج���االت

ك�ون مف�اتیح الحاس�وب لحظی�ة التفاع�ل ت الكھربائیة فنجد ھناك الرغبة بإنتاج دوائ�ر متكامل�ة فم�ثال

وعازلة جیدة للكھربائیة وتتحم�ل فولتی�ة عالی�ة، أم�ا ف�ي مج�ال ص�ناعة الس�یارات فق�د ت�م اس�تعمال

مواد ذات وزن خفیف ومتانة عالیة ، عالوة على ذلك تتطلب المج�االت الفض�ائیة م�واد ذات وزن

].2[ خفیف وأداء جید لكي تقاوم الظروف الجویة للفضاء الخارجي

وج�ود ) كالمع�ادن والس�یرامیك والب�ولیمرات(لقد الحظ المختصون في مجال علم المواد الھندس�یة

اخ��تالف ف��ي الخ��واص ون��وع الم��واد المت��وفرة والس��لوك الع��ام وأیض��ا ف��ي ت��أثیر الظ��روف البیئی��ة

تمتل�ك رات ھي مواد خاملة وخفیفة ال�وزن وعموم�ا یفالبولیم . والخدمیة في األداء الوظیفي للمواد

نخف�اض التوص�یلیة الكھربائی�ة والحراری�ة ل�ذلك تس�تعمل إدرجة عالیة من المطیلی�ة، وھ�ي تمت�از ب

كعوازل كھربائیة وحراریة، وعند مقارنتھ�ا م�ع المع�ادن فإنھ�ا تك�ون ذات كثاف�ة واطئ�ة واس�تطالة

للتآك�ل كبیرة عندما یكون ھنالك تغیر في درجات الحرارة، وتمتلك جس�اءة واطئ�ة ومقاوم�ة عالی�ة

إل�ى ح�د بعی�د مركب�ةتعتمد اإلستخدامات العامة والھندسیة للمواد ال. وھي ال تعد من المواد الصلدة

عل��ى خواص���ھا المیكانیكی���ة والفیزیائی���ة مث���ل مقاوم��ة الش���د والمرون���ة وقابلی���ة الم���ادة للإلس���تطالة

الجانب النظري: الفصل األول

واص التطبیقی�ة ومقاومتھا للحرارة والظروف البیئیة مثل الرطوبة وأشعة الشمس وغیرھا من الخ�

إن جمی��ع ھ��ذه الخ��واص تعتم��د كثی��را عل��ى التركی��ب الجزیئ��ي لل��راتنج وعل��ى وزن��ھ . األخ��رى

]. 3[الجزیئي وعلى القوى الجزیئیة

(Composites Properties) خواص املواد املركبة 2.1

ى خواص��ھا المیكانیكی��ة تعتم��د اإلس��تخدامات العام��ة والھندس��یة للم��واد المركب��ة إل��ى ح��د بعی��د عل��

والفیزیائی�ة مث�ل مقاوم��ة الش�د والمرون��ة وقابلی�ة الم��ادة للإلس�تطالة ومقاومتھ��ا للح�رارة والظ��روف

إن جمی��ع ھ��ذه . البیئی��ة مث��ل الرطوب��ة وأش��عة الش��مس وغیرھ��ا م��ن الخ��واص التطبیقی��ة األخ��رى

وعل�ى الق�وى الجزیئی�ة الخواص تعتمد كثیرا على التركیب الجزیئي للراتنج وعلى وزنھ الجزیئ�ي

كما تعتمد ھذه الخواص إلى حد كبیر على مواد التقویة وعلى المواد المضافة مثل الحش�وات . ]4[

. والملدنات

(Impact Strength) مقاومة الصدمة 3.1

ب�ر مقیاس�ا مقاومة الصدمة عن قدرة المادة لمقاومة الكسر تحت تأثیر حم�ل مف�اجئ ، كم�ا تعتتعبر

ویمك��ن تحس��ین . لمتان�ة الم��ادة حی��ث الم��واد األكث�ر متان��ة ھ��ي الت��ي تب��دي أعل�ى مقاوم��ة للص��دمة

مقاومة الصدمة للراتنجات بإض�افة بع�ض المحس�نات مث�ل مط�اط بیوت�ادین أو إض�افة المل�دنات أو

مة ھ�ي ولكن أكثر الطرق فاعلیة في تحسین مقاوم�ة الص�د ةالبولیمیریبترتیب وتراصف السالسل

أو إختب����ار الص����دمة ) Notch-Bar Test( إختب����ار النم����وذج المح����زز . ]5[التقوی����ة باأللی����اف

)Impact Test ( تح�ت ظ�روف اإلختب�ار الم�ادةوالذي یستخدم للحصول على قیم نس�بیة لمتان�ة،

.ومن ھذه االختبارات إختبار شاربي وإختبار آیزود

ین كتف�ین وتس�قط علی�ھ مطرق�ة م�ن الجان�ب لتحدی�د في إختبار شاربي یتم تثبیت النموذج المحزز ب

ونتیجة ل�ذلك یختل�ف ن�وع الحم�ل ) U(أو بشكل حرف ) V(یكون الشق بشكل حرف . مدى متانتھ

الجانب النظري: الفصل األول

یوض�ح كیفی�ة إج�راء إختب�ار الص�دمة بطریق�ة ش�اربي أم�ا) 1-1(الش�كل رق�م . المسلط على الحز

. إلختبارفیوضح العینات القیاسیة الخاصة بھذا ا) 1-2(الشكل رقم

كیفیة إجراء إختبار الصدمة بطریقة شاربي ): 1-1(الشكل رقم

العینات القیاسیة الخاصة بإختبار الصدمة بطریقة شاربي: )1-2(الشكل رقم

الجانب النظري: الفصل األول

(Polyester Resin) راتنج البويل أسرت 4.1

إلى مجموعة الراتنجات المتص�لدة ب�الحرارة الغیر مشبع تنتمي راتنجات البولي أستر ومن ضمنھا

حیث تتمیز ھذه الراتنجات بعدم إمكانیة إعادة تشكیلھا بالحرارة بعد تحولھا إل�ى م�ادة ص�لبة نتیج�ة

Cross(لیمیری�ة طویل�ة متش�ابكة م�ع بعض�ھا وھ�و م�ا یس�مى ب�الربط التش�ابكي لتك�ون سالس�ل بو

Linking (.

Dibasic(یس��تخدم ف��ي تحض��یر راتنج��ات الب��ولي أس��تر أحم��اض غی��ر مش��بعة ثنائی��ة القاع��دة

Acids ( مث�لIsophthalic) ،Orthophthalic ،Terephthalic ( تتفاع��ل ھ�ذه األحم��اض م��ع

ث�م ی�ذوب ھ�ذا Ethylene Glycol)،(Propylene Glycolمث�ل كحولی�ات ثنائی�ة الھی�دروجین

یتص��ف رات��نج الب��ولي أس��تر بخ��واص ) . Styrene(الخل��یط ف��ي مون��ومیر فع��ال مث��ل الس��تایرین

بمقاوم��ة كھربائی��ة ممت��ازة ومقاوم��ة ویمت��از) 260ºC(حراری��ة جی��دة إذ یتحم��ل الح��رارة لغای��ة

للتآك�ل والت�أثیرات البیئی�ة ولكن�ھ یتص�ف بالض�عف یة للمذیبات واألحماض واألمالح ومقاومئكیمیا

].7[ والھشاشة

تستخدم راتنجات البولي أستر بشكل عام في المجاالت الت�ي ترتف�ع فیھ�ا درج�ة الح�رارة إل�ى م�دى

كبیر نسبیا ،و تستخدم في التطبیقات التي تتطلب جودة عالیة في الس�طح حی�ث یعم�ل الب�ولي أس�تر

ال��ذي یس��بب ع��دم إنتظ��ام ) Differential Shrinkage(فاض��ليعل��ى من��ع تك��ون اإلنكم��اش الت

،وتض�اف إل�ى األلی�اف الزجاجی��ة لص�ناعة ھیاك�ل القوال�ب ومكون��ات مركب��ةالس�طح ف�ي الم�واد ال

.أجسام الطائرات والسیارات وغیرھا من الصناعات

حرارة عند درجة) Spontaneous Decomposition(یعاني تركیب البولي أستر تفككا تلقائیا

وتعتمد درجة حرارة التحلل ونوع الشظایا .حتى بعدم وجود األوكسجین (300ºC)تقارب

یوضح ) 1-1( الجدول رقم ].8[على تركیب البولي أستر المستخدم ) Fragment(الناتجة

ي لراتنج ئالتركیب الكیمیا یوضح )3- 1(الشكل رقم . راتنج البولي أسترالمیكانیكیة لخواص ال

. ر غیر المشبعالبولي أست

الجانب النظري: الفصل األول

البولي أستر راتنجالمیكانیكیة لخواص ال: )1-1( الجدول رقم

Mechanical Properties

Property Value Conditions

State ASTM

Flexural Modulus(Mpa) 1449-1932 23Cº D790

Tensile Strength(Mpa) 34-43 At break D638

Flexural strength(Mpa)at yield or break 49-60 - D790

Elongation at Break(%) 150-300 - D638

Hardness 101-115 Rockwell D638

Izod Impact No break - D256A

(Glass Fibers) اف الزجاجيةـــاأللي 5.1

یمكن أن تكون األلیاف . میریة تستخدم األلیاف الزجاجیة بشكل واسع لتقویة المواد البول

أو موزعة على طول المادة الراتنجیة (Woven Roving) الزجاجیة بشكل حصیرة متعامدة

تتوزع بشكل عشوائي أو بشكل نسیج زجاجي ( Chopped Strand )بشكل ألیاف مقطعة

(Glass Fabric ) الصفات الكثیر من األلیاف الزجاجیةتمتلك . أو على شكل خیوط وأشرطة

].9[الممیزة منھا إمتالكھا لدرجة إنصھار عالیة ومقاومة كیمیائیة جیدة ومقاومة شد عالیة

ي لراتنج البولي أستر غیر المشبعئالتركیب الكیمیا :)3-1(الشكل رقم

n

O

n=3-6 Ester Groups

HOC-C=C-C O-C-C-O-C- --C-O-C-C-O-C-C=C-C--O-C-C-OH

O O O O O

الجانب النظري: الفصل األول

(Carbon Fibers) ألياف الكاربون 6.1

الخمولی�ة حی�ث تمتل�ك مقاوم�ة عالی�ة ض�د الرطوب�ة :تمتلك ألیاف الكاربون العدید من المزایا منھ�ا

د الكیمیائیة الشائعة ، موصلیة كھربائیة وحراریة عالیة على طول مح�ور األلی�اف ، وألغلب الموا

تع��اني جمی��ع أن��واع ألی��اف الك��اربون م��ن . وثب��ات األبع��اد وإنخف��اض التم��دد الح��راري المح��وري

تتض�من . الكسر الھش تحت تأثیر اإلجھاد وھذا متوقع نظرا إلرتفاع مقاومتھا وإنخفاض مطیلیتھا

والت�ي ھ�ي أح�د األش�كال (Turbostratic Graphite)ربون بلورات صغیرة من م�ادة ألیاف الكا

. (ºC 20)یوضح خواص ألیاف الكاربون عند )2-1(الجدول رقم . ]10[المتآصلة للكاربون

(ºC 20)خواص ألیاف الكاربون عند : )2-1(الجدول رقم

Elongation to

Fracture , %

Tensile Strength,GN/m2

Young's Modulus,GN/m2

Density 103

Kg/m3

Diameter µm

Property

0.5 2.2 390 1.95 7-9.7 Type I 1 2.7 250 1.75 7-8.7 Type II

(Literatures Review) مراجعة األدبيات 7.1

لم�واد بدراس�ة خاص�یة مقاوم�ة الص�دمة (Dorey , Sidey and Hutchings) ق�ام الب�احثون

فق��د ق��ام بدراس��ة الخ��واص (Ali)أم��ا الباح��ث ].11) [49(ك��یفالر/مركب��ة مق��واة بألی��اف الك��اربون

المیكانیكی��ة والت��ي ش��ملت مقاوم��ة الص��دمة ، مقاوم��ة الش��د ، مقاوم��ة اإلنثن��اء ، والص��الدة لم��ادة

المق��وى بألی��اف ك��یفالر بش��كل (EP-10)مركب��ة مكون��ة م��ن رات��نج اإلیبوكس��ي ن��وع كونبكس��ترا

].4) [0°-45°(ظفائر محاكة ثنائیة اإلتجاه

والذین درسوا تأثیر تغییر نسبة التقویة باأللی�اف عل�ى (Abbas, Ali, Sajed)كذلك قام الباحثون

الموصلیة الحراریة الخواص المیكانیكیة لمادة مركبة بولیمیریة مكونة من راتنج اإلیبوكس�ي ن�وع

أم��ا ]. 12[ (S)ن��وع (45º-0º)جاجی��ة ثنائی��ة اإلتج��اهالم��دعم باأللی��اف الز (EP-10)كونبكس��ترا

الجانب النظري: الفصل األول

فق�د (Kiichi, Hiroshi, Joji, Masahiro, Satoshi, Hajime and Atsushi)الب�احثون

].13[أكریلیت /درسوا خواص مادة مركبة ذات أساس من اإلیبوكسي

(Aim of Study) هدف الدراسة 8.1

بالدرجة األساس إلى تحسین الخواص المیكانیكیة لراتنج البولي أس�تر غی�ر ةالحالی ةالدراسھدف ت

الك��اربون م��ن أج��ل الزج��اج والمش��بع وال��ذي یعتب��ر م��ن الم��واد الھش��ة ع��ن طری��ق تقویت��ھ بألی��اف

إس��تخدامھ ف��ي المج��االت الص��ناعیة الت��ي تتطل��ب م��ن األج��زاء المیكانیكی��ة أن تتحم��ل اإلجھ��ادات

ة علیھا بدون كسر أو خفض معدل الفشل لھذه األجزاء بعد زیادة مقاومتھا لھكذا واألحمال المسلط

. أحمال

الفصل الثاني

اجلانب العملي

الجانب العملي : الفصل الثاني

8

ستخدمة يف البحث وادامل 1.2 امل

:تم في ھذا البحث إستخدام المواد التالیة والتي تم تصنیع النماذج منھا وھي

. (SIROPOL 8340-PI) غیر المشبع راتنج البولي أستر - 1

%).2(إلی�ھ بنس�بة (MEKP)مثی�ل أثی�ل كیت�ون یصلد ھ�ذا ال�راتج بإض�افة م�ادة بیروكس�ید

. (Saudi International Resin .Ltd (SIR))ھذا الراتنج مجھز من قبل شركة

.(Glass Fibers) ألیاف الزجاج -2

الج�دول .(2.6g/cm3)أحادیة اإلتج�اه ذات كثاف�ة -Eتم إستخدام حصیرة من ألیاف الزجاج نوع

. نسبھا المئویةوالمستخدمة الزجاج لیافأمكونات یوضح )1-2(رقم

نسبھا المئویةوالزجاج ألیافمكونات : )1- 2(الجدول رقم

FeO TiO2 CaO2 MgO Na2O & K2O B2O3 Al2O3 SiO2 Fe Compound

0-0.8 0-1.5 16-25 0-5 0-2 5-10 12-16 52-56 0.1 Content %

. (Carbon Fibers)ألیاف الكاربون -3

م�ن وھ�ي مجھ�زة) 90°-0°(ثنائی�ة اإلتج�اه بش�كل ظف�ائر محاك�ة تخدام ألی�اف الك�اربون تم إس . (Hyfil Ltd UK)قبل شركة

(Test Specimens Preparation) حتضري النماذج 2.2

ال�ب حیث قبل وضع المادة البولمیریة یتم مسح الق، النماذج تم إستخدام القولبة الیدویة في تحضیر

المق��واة ب��دون كس��ر أو ةبم��ادة ب��ولي فنی��ل الكح��ول بش��كل متج��انس لض��مان ن��زع الم��ادة البولیمیری��

توضع كمیة من الراتنج على سطح القالب الداخلي وتنشر بفرش�اة لض�مان توزیع�ھ بانتظ�ام . خدش

بع��دھا توض��ع الطبق��ة األول��ى م��ن األلی��اف ث��م نض��ع كمی��ة أخ��رى م��ن ال��راتنج علیھ��ا وھك��ذا لبقی��ة

لم�دة ترك لتتصلب بشكل نھائي تكبس النماذج وت .بالسمك المطلوب مركبةالمادة البقات لتتكون الط

الجانب العملي : الفصل الثاني

9

ولم�دة س�اعتین (75ºC)، بعدھا تستخرج من القالب وتوضع في فرن درجة حرارتھساعة (24)

. إلكمال التصلب

ونس�بة التقوی�ة تم تصنیع ثالث قطع من كل نموذج لجمیع اإلختبارات والتي یختلف بنسبة ال�راتنج

) .2-2(باأللیاف وكما موضح في الجدول رقم

. (Impact Specimens)نماذج إختبار الصدمة -1

والمالئم��ة (ASTM- E23)ت��م تص��نیع نم��اذج إختب��ار الص��دمة حس��ب المواص��فات القیاس��یة

اذجعم��ق الح��ز ف��ي النم��. (Charpy Impact)للفح��ص ف��ي جھ��از الص��دمة ن��وع ش��اربي

(0.5 mm) ونص�ف قط�ر قاع�دة الح�ز(0.25 mm) 1-2(الش�كل رق�م ) .45°(وبزاوی�ة ح�ز (

. نموذج إختبار مقاومة الصدمة یوضح

. (Tensile Specimens)نماذج إختبار مقاومة الشد -2

الش�كل .في تصنیع نم�اذج إختب�ار مقاوم�ة الش�د (ISO – R – 527)تم إعتماد المواصفة القیاسیة

. نموذج إختبار مقاومة الشد یوضح) 2-2(رقم

تركیب نماذج اإلختبارات المیكانیكیة): 2-2(الجدول رقم

النموذج الثالث النموذج الثاني النموذج األول )القطعة(رقم النموذج

40 60 80 %)نسبة وزنیة (نسبة الراتنج

60 40 20 %)نسبة وزنیة (لیاف نسبة األ

55 mm

5 m

m

10 mm

نموذج إختبار مقاومة الصدمة) : 1- 2(الشكل رقم

الجانب العملي : الفصل الثاني

10

A

ER

(Mechanical Tests) اإلختبارات امليكانيكية 3.2

، ولك�ل م�ن النم�اذج ال�ثالثللتعرف عل�ى خ�واص الم�ادة المركب�ة ینمیكانیكی ینتم إستخدام إختبار

: ماھ ناإلختبارا انوھذ

.(Impact Test) إختبار الصدمة -1

للتعرف (Charpy Impact Instrument)أستخدم جھاز فحص مقاومة الصدمة نوع شاربي

ویمكن حساب مقاومة الصدمة من المعادلة . على مدى مقاومة المادة المركبة لحمل الصدم

:التالیة

:حیث

R = مقاومة الصدمة(kj/m2) .

E = أو الطاقة الشغل.

A = مساحة المقطع العرضي لنموذج اإلختبار(mm2) .

24 mm 155.5 mm

8mm

24.5 mm

24.5 mm

24 mm

18

mm

نموذج إختبار مقاومة الشد) : 2- 2(قم الشكل ر

الجانب العملي : الفصل الثاني

11

A

F

. ( Tensile Test) إختبار مقاومة الشد -2

أستخدم ھذا اإلختبار لمعرفة خواص المادة المركبة تحت ت�أثیر حم�ل ش�د مح�وري بإتج�اه واح�د ،

(ZheJinang TuGongة ت��م إس��تخدام جھ��از اإلختب��ارات الع��ام والمجھ��ز م��ن ش��ركحی��ث

(Instrument Co., Ltd الص�ینیة ف�ي قی�اس ھ�ذه الخاص�یة بحم�ل(20 KN) . ویمك�ن حس�اب

:مقاومة الشد من القانون اآلتي

:حیث

σ = مقاومة الشد(N/m2) .

F = الحمل المسلط(N) .

A =لنموذج مساحة المقطع العرضي ل(m2) .

الفصل الثالث

النتائج و املناقشة

النتائج والمناقشة : ثالثالفصل ال

(Introduction)ة ـــدمـــــــــاملق 1.3

تمتلك الخواص المیكانیكیة للمادة المركبة أھمیة كبیرة في مجال إستخدام ھكذا مواد ، حی�ث یج�ب

وم�ن خ�الل ھ�ذه اإلختب�ارات . لھا بكف�اءة أن تكون قیم ھذه الخواص عالیة ومقبولة حتى تؤدي عم

ألی��افبالمق��وى (SIROPOL 8340-PI)الب��ولي أس��تر غی��ر المش��بع الت��ي أجری��ت عل��ى رات��نج

حص�لنا عل�ى النت�ائج ) 90°-0°(ثنائی�ة اإلتج�اه وألی�اف الك�اربون أحادیة اإلتج�اه -Eالزجاج نوع

ش��د ومقاوم��ة الص��دمة والص��الدة الموض��حة ف��ي المخطط��ات البیانی��ة والت��ي تمث��ل ق��یم مقاوم��ة ال

.ومقاومة اإلنثناء نسبة إلى نسبة التقویة باأللیاف

ألی��اف بیوض��ح ق��یم مقاوم��ة الص��دمة م��ع نس��بة التقوی��ة ) 1-3(الش��كل رق��م :مقاوم��ة الص��دمة - 1

، حیث تعتبر مقاومة الصدمة بشكل ع�ام منخفض�ة للراتنج�ات الزجاج والكاربون على التوالي

بعد تقویتھا باأللیاف تزداد قیمة مقاومة الصدمة ویرجع السبب ف�ي ذل�ك نظرا لھشاشتھا ولكن

إلى كون األلیاف سوف تتحمل الجزء األكبر م�ن طاق�ة الص�دم المس�لطة عل�ى الم�ادة المركب�ة

وھك��ذا ت��زداد مقاوم��ة الص��دمة م��ع زی��ادة نس��بة التقوی��ة باأللی��اف . مم��ا یحس��ن ھ��ذه المقاوم��ة

أیضا نالح�ظ م�ن .]11[ ثحالنتائج التي توصل إلیھا البوھو یتفق مع %) 60(و %) 40(إلى

وى بألی��اف الك��اربون ھ��ي أعل��ى م��ن ق��یم ال��راتنج ق��الش�كل إن ق��یم مقاوم��ة الص��دمة لل��راتنج الم

.المقوى بألیاف الزجاج

ذا م�ا تعتبر الراتنجات من المواد الھشة حی�ث مقاومتھ�ا للش�د منخفض�ة ج�دا وھ� :مقاومة الشد - 2

، ولكن عند إضافة األلیاف إلى ھذه الم�واد تتحس�ن مقاومتھ�ا للش�د ) 2-3(نراه في الشكل رقم

بصورة كبیرة حی�ث إن الج�زء األعظ�م م�ن الجھ�د المس�لط تتحمل�ھ األلی�اف مم�ا یرف�ع مقاوم�ة

وت��زداد مقاوم��ة الش��د .الش��د للم��ادة المركب��ة وذل��ك ألن األلی��اف تتمی��ز بمطیلیتھ��ا المنخفض��ة

دة نسبة األلیاف المضافة حیث تشغل األلیاف حیز أكبر داخ�ل ال�راتنج مم�ا یس�مح بتوزی�ع بزیا

وكان�ت . ]4[ ح�ثوھ�و یتف�ق أیض�ا م�ع م�ا توص�ل إلی�ھ البالحمل المسلط علیھ�ا بش�كل أفض�ل

.أفضل قیم مقاومة الشد ھي التي تم الحصول علیھا بعد التقویة بألیاف الكاربون

النتائج والمناقشة : ثالثالفصل ال

ألیاف الكاربونوللراتنج المقوى بألیاف الزجاج إختبار مقاومة الصدمة: )1- 3(الشكل رقم

اف الكاربونألیوللراتنج المقوى بألیاف الزجاج الشد إختبار مقاومة : )2- 3(الشكل رقم

النتائج والمناقشة : ثالثالفصل ال

)Conclusions( اإلستنتاجات 2.3

:من خالل النتائج التي تم الحصول علیھا یمكن الخروج باإلستنتاجات التالیة

ــراتنج إنخف��اض ق��یم الخ��واص المیكانیكی��ة - 1 كون��ھ م��ن الم��واد الب��ولي أس��تر غی��ر المش��بعل

.الھشة

بع�د تقویت�ھ بألی�اف الب�ولي أس�تر غی�ر المش�بعلراتنج انیكی�ة تحسن قیم ھذه الخ�واص المیك - 2

، وت�زداد ق�یم الخ�واص المیكانیكی�ة وألیاف الكاربون ثنائیة اإلتج�اه اإلتجاه الزجاج أحادیة

. إلیھ مع زیادة نسبة األلیاف المضافة

الت��ي ت��م الحص��ول علیھ��ا عن��د التقوی��ة بالی��اف ھ��ي تل��ك أفض��ل ق��یم للخ��واص المیكانیكی��ة - 3

.ربونالكا

)Recommendations( التوصيات 3.3

إختب�ارات میكانیكی�ة أخ�رى مث�ل إختب�ار مقاوم�ة اإلنض�غاط والص�الدة عل�ى الم�ادة إجراء -1

. المركبة

. إجراء إختبار الموصلیة الحراریة لراتنج البولي أستر قبل وبعد التقویة باأللیاف -2

عل�ى الخ�واص ذل�ك ودراس�ة ت�أثیر ھجین�ة المش�بع بألی�اف تقویة راتنج البولي أس�تر غی�ر -3

. المیكانیكیة

ادرــــــــاملص

المصادر

15

1. Michel Biron “ Thermoplastics and thermoplastic composites ” , 1st

Edition , Elsevier , 2007 .

2. Autar K. Kaw “Mechanics of composite materials” , 2nd Edition ,

Taylor & Francis Group, LLC , 2006.

3. Ali I.Al-Mosawi “Composite Materials”, LAP LAMBERT Academic

Publishing ,2012, ISBN: 5-27625-659-3 -978 .

4. Ali I.Al-Mosawi “Study of some mechanical properties for polymeric

composite material reinforced by fibers ” , Journal of Al-Qadisiya for

Engineering Sciences , Vol 2 , No 1 ,pp.14 – 24 , 2009 .

5. Ali I.Al-Mosawi “Properties of Composite Materials Databook ”

,LAP LAMBERT Academic Publishing ,2012 , ISBN: 3-24295 -

659-3-978.

6. Ali I.Al-Mosawi “Mechanical properties for unsaturated polyester

reinforcement by glass fiber using ultrasonic technique ” ,

International Journal of Multidisciplinary and Current Research

(IJMCR), July- August issue, 2013.

7. Abbas A. Al-Jeebory, Ali I.Al-Mosawi “Difference fibers

reinforcement percentage and its effect on mechanical properties of

thermosetting resins” , Al-Qadisiya Journal For Engineering Science

,Special Issue, 2nd Conference of Engineering College , Al-Qadisiya

University ,19-20 October , 2009.

8. efunda Engineering Fundamentals “Polymer Material Properties”

,2001. (www.efunda.com).

9. Freedonia “Glass Fibers”, US Industry Forecasts to 2011 and 2016,

2007.

المصادر

16

10. E.P.DeGarmo, J.T. Black, and R.A. kohser “ Materials and processes in Manufacturing ” , 10th Edition , john Wiley & Sons , 2008 .

11. G.Dorey ,G.R.Sidey and J.Hutchings “Impact Properties of Carbon

Fiber/ Kevlar 49 Fiber Hybrid Composites” , Composites ,Vol 9,

pp.25-32 , 1978.

12. Ali I. Al-Mosawi “Effect of percentage of Fibers Reinforcement on

Thermal and Mechanical Properties for Polymeric Composite

Material ” , Iraqi Journal of Mechanical and Materials Engineering ,

Special Issue , First Conference of Engineering College , Babylon

University , 2009 .

13. Kiichi Hasegawa, Hiroshi Hirano, Joji Kadota, Masahiro ABE,

Satoshi Matsuda, Hajime Kishi and Atsushi Murakami. “Properties

of GFRP Using Matrix Resin of Epoxy/ Acrylate Interpenetrating

Polymer Network” , Journal of the Society of Materials Science,

Japan Vol.54 No.4 . pp.447 – 452 , 2009.