Effect of Reinforcing Particle Shape on the Behavior of Composites Materials

Abstract

У роботі оцінено вплив форми частинок на механічну поведінку композитів, армованих частинками скла. Дрібні частинки міцно прилипають до полімеру, що призводить до сильного армуючого ефекту. При збільшенні загальної контактної поверхні на армуючі частинки передається більше навантаження. У наших попередніх дослідженнях було показано, що додавання круглих частинок із діаметром, що зменшується, не впливає на композит. Метою даної роботи є дослідження механічної поведінки термопластичних матричних композитів Nylon 66, армованих скляними частинками, при односпрямованому розтягуючому навантаженні за допомогою аналізу кінцевих елементів. Числові результати представлені для різних форм частинок, включаючи круглу, трикутну, квадратну, ромбічну, п'ятикутну та шестикутну. Результати показують, що напруження фон Мізеса послідовно збільшувалося в міру того, як форма армуючих частинок змінювалася з трикутної на квадратну, ромбічну, п'ятикутну, шестикутну та круглу в такому порядку.

In this paper, the effect of particle shape on the mechanic behavior of glass particle reinforced composites is evaluated. Small particles adhere strongly to the polymer, which leads to a strong reinforcing effect. When the total contact surface increases, more loads are transferred to the reinforcing particles. In our previous studies, it has been shown that addition of circular particles with decreasing diameter does not affect the composite. The objective of this research is to investigate the mechanical behavior of thermoplastic matrix composite nylon 66, reinforced with glass particles, under unidirectional tensile loading using finite element analysis. Numerical results are presented for a variety of particle shapes, including circular, triangular, square, rhombic, pentagonal and hexagonal. The results show that Von Mises stresses consistently increased as the shape of the reinforcing particles changed from triangular to square, rhombic, pentagonal, hexagonal and circular in this order.