التحليل التجريبي للأطراف الصناعية المصنعة من شرائح مركبة تحت أحمال ثابتة وديناميكية

الباحث

رند اياد عبد القادر

المشرف

كاظم مطر شبيب - حسين كمر دلفي

الجامعة

الجامعة التكنولوجية

الكلية / القسم

قسم هندسة المواد / هندسة المواد

الشهادة

ماجستير

السنة

2022

لغة الرسالة

انكليزي

الكلمات المفتاحية

Prosthetics;Composite laminates;Static loading;Dynamic loading

يهدف هذا البحث إلى دراسة تأثير التهجين متعدد النطاقات على الأداء الميكانيكي والفيزيائي للمقبس المصنوع من رقائق مركبة تحت أحمال ثابتة وديناميكية.نوعان من مقاييس التهجين المعتمدة في هذه الدراسه ؛ الأول (المقياس الكلي) يشمل ثلاثة أنواع من الأقمشة (أي أقمشة الزجاج والكربون والكيفلر). يتضمن الأخير (المقباس الصغير) جزيئات دقيقة (أي جزيئات (PVDF بأقمشة مختلفة. بالإضافة إلى ذلك ، يتم استخدام فتتنين من الراتنجات كمصفوفات لتصنيع رقائق مركبة عبر طريقة التسريب بالتفريغ. في هذه الدراسة ، تم عمل ثلاثة أنواع من العينات المركبة. صُنعت الفئة الأولى من العينات AS pall على شكل تجويف ، وتتألف من راتنج 1 وأقمشة هجينة. تتكون الفئة الثانية من المركب من أقمشة راتينج 2 وأقمشة هجينة. الصنف النهائي مصنوع من الراتينج 2 ممزوجًا بأقمشة حشو وأقمشة هجينة.تم إخضاع الفئة الأولى من LS pall al pall لاختبار تحميل ضغط للتحقق من مقاومة الانضغاط واستقرارها. في حين أن الفئتين الأخريين من المركبات خضعتا لمقاومة الشد ، تم إجراء اختبارات قوة الانحناء (اختبارات التحميل الساكن) واختبارات مقاومة الصدمات (اختبارات التحميل الديناميكي) للتحقق من أدائها الميكانيكي. قدرتها على التشكيك في توليد الحرارة ، والتي يمكن أن تنتج في الطرف المبتور للإنسان أثناء عملية المشي ، تم إجراؤها من خلال اختبار التوصيل الحراري.أظهرت النتائج أن الشرائح الهجينة لاحظت GLE أكبر وطاقة امتصاص أعلى من الشرائح غير الهجينة أثناء اختبارات التحميل الانضغاطي.بالإضافة إلى ذلك ، تم اكتشاف أن إضافة مواد مالئة إلى أقمشة الزجاج والكيفلر والكربون بدرجات مختلفة من التهجين أدت إلى تحسين معامل يونغز وقوة الشد للرقائق المركبة الهجينة. على سبيل المثال ، أظهرت عينات الصفائح المركبة الهجينة مع المنسوجات الكربونية والزجاجية مع الحشو والزجاج والكيفلر مع الحشوات زيادة في معامل المرونة بحوالي 32“ و 217 مقارنة بالعينات المماثلة بدون مواد مالئة. علاوة على ذلك ، فإن تضمين جزيئات اللدائن الحرارية في مصفوفة بأقمشة مختلفة مثل الزجاج والكيفلر يمكن أن يزيد من قوة تأثير الرقائق وصلابة الكسر. على سبيل المثال ، أظهرت عينات (الأقمشة الزجاجية والكربون ذات الحشو) و (الزجاج والكيفلر مع حشو) تحسنًا في صلابة الكسر بحوالي 13/ و 27/ مقارنة بالعينات التي لا تحتوي على مواد مالئة. تم تحسين قدرة التحمل للرقائق المركبة خلال ثلاثة اختبارات ثني باستخدام التهجين متعدد النطاقات. إن قوة الانحناء ، ومعامل الانحناء ، وأحمال الذروة للمركبات الهجينة أعلى بكثير من تلك الموجودة في المركبات غير الهجينة. تشير النتائج أيضًا إلى أن الأقمشة الهجينة التي تحتوي على جزيئات لدائن حرارية يمكن استخدامها بنجاح في مناقشة توليد الحرارة لدى البشر في الطرف المبتور أثناء عملية المشي.

This research work aims to investigate the influence of multiscale hybridization on the mechanical and physical performance of the socket made from composite laminates under static and dynamic loadings. The two types of scales of hybridization adopted in this study are two; the former (macro- scale) includes three types of fabrics (i.e., glass, carbon, and Kevlar fabrics). The latter (micro- scale) includes micro particles (i.e., PVDF particles) with various fabrics. In addition, two classes of resins are used as matrices to manufacture composite laminates via the vacuum infusion method. In this study, three types of composite samples have been made. The first class of composite samples was made in a socket shape, consisting of resin 1 and hybrid fabrics. The second class of composite consists of resin 2 and hybrid fabrics. The final class is made of resin 2 mixed with filler and hybrid fabrics. The first class of composites was subjected to a compression-loading test to investigate their compression resistance and stability. While the other two classes of composites have been subjected to tensile strength, flexural strength (static loading tests)and impact strength tests (dynamic loading tests) were performed to investigate their mechanical performances. Their ability to dispute heat generation, which might be produced in the amputee limb of a human during the walking process, has been conducted via a thermal conductivity test. Results showed that the hybrid laminates observed more stability and higher absorbing energy than non-hybrid laminates during compressive loading tests. Additionally, it was discovered that adding fillers to glass and Kevlar and carbon fabrics at different degrees of hybridization improved the Youngs’ modulus and tensile strengths of hybrid composite laminates. For instance, hybrid composite laminates samples with carbon and glass textiles with fillers and glass and Kevlar with fillers demonstrated an increase in the modulus of elasticity of around 32% and 17% when compared to similar samples without fillers. Further, including thermoplastic particles in a matrix with various fabrics such as glass and Kevlar can increase the laminates’ impact strength and fracture toughness. For instance, the (glass and carbon fabrics with fillers) and (glass and Kevlar with fillers) samples showed improvement in fracture toughness with around 13% and 27% compared to the samples without fillers. The load- bearing capacity of composite laminates during three bending tests has been improved using multiscale hybridization. The flexural strength, flexural modulus, and peak loads of hybrid composites are significantly higher than those of non-hybrid composites. The results also indicate that the hybrid fabrics with thermoplastic particles can be successfully used to dispute heat generation in humans in the amputee limb during the walking process.

طلب نسخة من الملف

الملفات غير منشورة على الموقع. اترك بياناتك وسيتواصل معك موظفو قسم الشؤون الثقافية والفنون لإرسال النسخة مجاناً.

الاسم

رقم الهاتف

البريد الإلكتروني

الغرض من الطلب (اختياري)

إرسال الطلب