Published March 1, 2023 | Version v1
Publication Open

Strain-rate-dependent mechanics and impact performance of epoxy-based nanocomposites

Creators

  • 1. Imperial College London
  • 2. Istanbul Technical University
  • 3. University of the West Indies
  • 4. Cranfield University

Description

Strain-rate-dependent mechanical properties and impact performance of manufactured epoxy-based nanocomposites are investigated. As reinforcements, fumed silica (FS) and halloysite nanotube (HNT) are used alongside Albipox 1000 and Nanopox F700. First, the internal structures of the composites are visualised using scanning electron microscopy (SEM). To identify the strain-rate-dependent mechanical properties, three-point bend tests are conducted at three different strain rate levels. For the impact resistance, Charpy impact tests are performed. For further investigations of the mechanical properties of the composites, mean-field homogenisation (MFH) and finite element (FE) analyses on the representative volume elements (RVE) are performed for each type of composite material. Overall, the modelling and experiments are in good agreement and account for the mechanical behaviour of these epoxy-based nanocomposites.

⚠️ This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%

Translated Description (Arabic)

يتم فحص الخواص الميكانيكية المعتمدة على معدل الانفعال وأداء تأثير المركبات النانوية المصنعة القائمة على الإيبوكسي. كتعزيزات، يتم استخدام السيليكا المدخنة (FS) وأنابيب الهالويسيت النانوية (HNT) جنبًا إلى جنب مع Albipox 1000 و Nanopox F700. أولاً، يتم تصور الهياكل الداخلية للمركبات باستخدام المجهر الإلكتروني الماسح (SEM). لتحديد الخواص الميكانيكية المعتمدة على معدل الانفعال، يتم إجراء اختبارات الانحناء ثلاثية النقاط على ثلاثة مستويات مختلفة لمعدل الانفعال. بالنسبة لمقاومة الصدم، يتم إجراء اختبارات صدم شاربي. لمزيد من التحقيقات في الخواص الميكانيكية للمركبات، يتم إجراء تحليلات تجانس المجال المتوسط (MFH) والعنصر المحدود (FE) على عناصر الحجم التمثيلية (RVE) لكل نوع من المواد المركبة. بشكل عام، تتفق النمذجة والتجارب بشكل جيد وتفسر السلوك الميكانيكي لهذه المركبات النانوية القائمة على الإيبوكسي.

Translated Description (French)

Les propriétés mécaniques dépendantes de la vitesse de déformation et les performances d'impact des nanocomposites à base d'époxy fabriqués sont étudiées. Comme renforts, de la silice pyrogénée (FS) et du nanotube d'halloysite (HNT) sont utilisés aux côtés de l'Albipox 1000 et du Nanopox F700. Tout d'abord, les structures internes des composites sont visualisées à l'aide de la microscopie électronique à balayage (MEB). Pour identifier les propriétés mécaniques dépendantes de la vitesse de déformation, des essais de flexion en trois points sont effectués à trois niveaux de vitesse de déformation différents. Pour la résistance aux chocs, des tests de choc Charpy sont effectués. Pour des études plus approfondies des propriétés mécaniques des composites, des analyses d'homogénéisation de champ moyen (MFH) et d'éléments finis (FE) sur les éléments de volume représentatifs (RVE) sont effectuées pour chaque type de matériau composite. Dans l'ensemble, la modélisation et les expériences sont en bon accord et tiennent compte du comportement mécanique de ces nanocomposites à base d'époxy.

Translated Description (Spanish)

Se investigan las propiedades mecánicas dependientes de la velocidad de deformación y el rendimiento de impacto de los nanocompuestos a base de epoxi fabricados. Como refuerzos, se utilizan sílice pirógena (FS) y nanotubos de haloisita (HNT) junto con Albipox 1000 y Nanopox F700. En primer lugar, las estructuras internas de los compuestos se visualizan mediante microscopía electrónica de barrido (SEM). Para identificar las propiedades mecánicas dependientes de la velocidad de deformación, se realizan pruebas de flexión de tres puntos a tres niveles diferentes de velocidad de deformación. Para la resistencia al impacto, se realizan pruebas de impacto Charpy. Para investigaciones adicionales de las propiedades mecánicas de los compuestos, se realizan análisis de homogeneización de campo medio (MFH) y de elementos finitos (FE) en los elementos de volumen representativo (RVE) para cada tipo de material compuesto. En general, el modelado y los experimentos están en buen acuerdo y explican el comportamiento mecánico de estos nanocompuestos a base de epoxi.

Files

Strain-rate-dependent_mechanics-2022.pdf.pdf

Files (7.9 MB)

⚠️ Please wait a few minutes before your translated files are ready ⚠️ Note: Some files might be protected thus translations might not work.
Name Size Download all
md5:9cf7a91d2cc158cb0627749433a282c5
7.9 MB
Preview Download

Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
الميكانيكا المعتمدة على معدل الانفعال وأداء تأثير المركبات النانوية القائمة على الإيبوكسي
Translated title (French)
Mécanique dépendante de la vitesse de déformation et performance d'impact des nanocomposites à base d'époxy
Translated title (Spanish)
Mecánica dependiente de la velocidad de deformación y rendimiento de impacto de nanocompuestos a base de epoxi

Identifiers

Other
https://openalex.org/W4313420647
DOI
10.1016/j.compscitech.2022.109870

Is supplement to
https://openalex.org/W1995958177 (Other)
https://openalex.org/W2759996596 (Other)
https://openalex.org/W2593200884 (Other)
https://openalex.org/W2136185935 (Other)
https://openalex.org/W2005496670 (Other)
https://openalex.org/W3048672776 (Other)
https://openalex.org/W2387616028 (Other)
https://openalex.org/W2088286338 (Other)
https://openalex.org/W3082440218 (Other)
https://openalex.org/W2173242711 (Other)

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
Turkey

References

  • https://openalex.org/W1975405221
  • https://openalex.org/W1993935834
  • https://openalex.org/W2007449938
  • https://openalex.org/W2007497419
  • https://openalex.org/W2010504197
  • https://openalex.org/W2011853986
  • https://openalex.org/W2020049587
  • https://openalex.org/W2029736777
  • https://openalex.org/W2031173910
  • https://openalex.org/W2033632655
  • https://openalex.org/W2037600909
  • https://openalex.org/W2046359330
  • https://openalex.org/W2049087118
  • https://openalex.org/W2050472898
  • https://openalex.org/W2050544709
  • https://openalex.org/W2058151579
  • https://openalex.org/W2072416648
  • https://openalex.org/W2072801741
  • https://openalex.org/W2072954894
  • https://openalex.org/W2073284582
  • https://openalex.org/W2085826337
  • https://openalex.org/W2091858186
  • https://openalex.org/W2093083737
  • https://openalex.org/W2094696410
  • https://openalex.org/W2185938550
  • https://openalex.org/W2324174297
  • https://openalex.org/W2330334357
  • https://openalex.org/W2341801132
  • https://openalex.org/W2345567740
  • https://openalex.org/W2394388455
  • https://openalex.org/W2397106978
  • https://openalex.org/W2517308724
  • https://openalex.org/W2532705864
  • https://openalex.org/W2599656103
  • https://openalex.org/W2793598076
  • https://openalex.org/W2796565566
  • https://openalex.org/W2895633702
  • https://openalex.org/W2896194014
  • https://openalex.org/W2900224692
  • https://openalex.org/W2906917203
  • https://openalex.org/W2918740281
  • https://openalex.org/W2923010936
  • https://openalex.org/W3014876642
  • https://openalex.org/W3047817665
  • https://openalex.org/W3083981896
  • https://openalex.org/W3093310591
  • https://openalex.org/W3148060527
  • https://openalex.org/W3160506167
  • https://openalex.org/W3180069136
  • https://openalex.org/W3184312921
  • https://openalex.org/W3200644127
  • https://openalex.org/W3207632247
  • https://openalex.org/W3211067634
  • https://openalex.org/W4200119664
  • https://openalex.org/W4200442207
  • https://openalex.org/W4206909613
  • https://openalex.org/W4284899376