دانشگاه علم و صنعت ایران
علوم و فناوری کامپوزیت
2383-3823
7
3
2020
11
21
تأثیر تنش بر واکنش های شیمیایی فرآیند پایدارسازی الیاف پلی اکریلونیتریل ویژه بهعنوان ماده مقاوم به حرارت در کامپوزیت های پلیمری
973
980
FA
کوشا
عباس بنایی
دانشجوی دکتری، مهندسی نساجی و پلیمر، دانشگاه آزاد اسلامی واحد یزد، یزد
k.banaie@iauyazd.ac.ir
محمد
میرجلیلی
دانشیار، مهندسی نساجی و پلیمر، دانشگاه آزاد اسلامی واحد یزد، یزد
dr.m.mirjalili@iauyazd.ac.ir
رضا
اسلامی فارسانی
0000-0002-7838-6199
دانشیار، مهندسی و علم مواد، دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی، تهران
eslami@kntu.ac.ir
10.22068/jstc.2019.104650.1521
در این پژوهش، تأثیر تنش اعمالی بر تقدم، تأخر و نرخ پیشرفت واکنش های حلقوی سازی، اکسایش و هیدروژن زدایی در طی فرآیند پایدارسازی حرارتی الیاف پلی-اکریلونیتریل ویژه بهمنظور دستیابی به الیاف مقاوم به حرارت بهعنوان تقویت کننده کامپوزیت های پلیمری مورد بررسی قرار گرفت. در این مطالعه، تنش مخصوص بر اساس تنش مخصوص آنتروپی بیشینه تعیین گردید. با کاربرد آزمون های حرارتی، شیمیایی، عنصری، تفرق اشعه ایکس، مشخصه یابی فیزیکی و مکانیکی، نرخ پیشرفت هر یک از واکنش های پایدارسازی به تفکیک شناسایی گردید. بر اساس نتایج به دست آمده، تنش اثر بازدارنده بر پیشرفت واکنشهای پایدارسازی داشته و ضمناً رقابت بین وقوع حلقوی سازی و هیدروژن زدایی تحت تأثیر تنش اعمالی بسیار مشهود است. با افزایش تنش مخصوص، دمای شروع کاهش وزن ناشی از تخریب حرارتی، کاهش یافته است. این نتیجه بیانگر کاهش پایداری حرارتی نمونه ها با افزایش نرخ تنش مخصوص اعمالی در طی فرآیند پایدارسازی حرارتی است. با اعمال حداقل تنش مخصوص معادل cN/tex 0.6، بیشترین نرخ پیشرفت واکنش های پایدارسازی بهویژه حلقوی سازی گروه های نیتریل و ارتقای پایداری حرارتی الیاف پلی اکریلونیتریل اکسید شده جهت کاربرد در کامپوزیت های پلیمری مشاهده گردید.
الیاف پلی اکریلونیتریل,پایدارسازی,کامپوزیت,تنش,واکنش شیمیایی
https://jstc.iust.ac.ir/article_38426.html
https://jstc.iust.ac.ir/article_38426_3d966fbe1f66bd6190a6005a5bd7755e.pdf
دانشگاه علم و صنعت ایران
علوم و فناوری کامپوزیت
2383-3823
7
3
2020
11
21
بررسی رفتار خمشی چندلایه های الیاف/ فلز حاوی الیاف شیشه و کولار بعد از سیکل حرارتی
981
988
FA
مهدی
عبدالهی آذغان
دانشجوی کارشناسی ارشد، مهندسی مواد، دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی، تهران.
mehdi.abd.70@gmail.com
مهرداد
فلاح نژاد
دانشجوی کارشناسی ارشد، مهندسی مکانیک، دانشگاه آزاد اسلامی کرج.
mehrdad.fallah87@gmail.com
امین
زمانی
دانشجوی کارشناسی ارشد، مهندسی مکانیک، دانشگاه آزاد اسلامی علوم تحقیقات تهران.
amin.zamani@srbiau.ac.ir
رضا
اسلامی فارسانی
0000-0002-7838-6199
دانشیار، مهندسی مواد، دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی، تهران.
eslami@kntu.ac.ir
10.22068/jstc.2019.109800.1561
در این پژوهش، تاثیر چیدمان الیاف و سیکل حرارتی بر رفتار خمشی کامپوزیت های لایه ای الیاف- فلز (FML) حاوی دو نوع الیاف تقویت کننده مورد مطالعه قرار گرفت. نمونه های FML متشکل از ورق آلومینیوم 2024-T3 و کامپوزیت اپوکسی با الیاف شیشه و الیاف کولار در 2 حالت لایه چینی به روش لایه گذاری دستی ساخته شدند. هر سیکل دمایی در مدت زمان 2 دقیقه بین دمای 150- و 100 °C انجام شد. خواص خمشی نمونه ها بعد از 20، 40 و 60 سیکل حرارتی مورد ارزیابی قرار گرفت و با نمونه های بدون سیکل مقایسه شدند. در نمونه های بدون سیکل، بیشترین استحکام و مدول خمشی و انرژی شکست مربوط به نمونه ای بود که الیاف کولار در لایه زیرین کامپوزیت و متصل به آلومینیوم قرار داشتند. با اعمال سیکل حرارتی برای نمونه مذکور، مقادیر استحکام و مدول خمشی و انرژی شکست در 40 سیکل در مقایسه با نمونه بدون سیکل، به ترتیب 8، 9 و 35 درصد افزایش یافتند در حالی که برای نمونه 60 سیکل، این خواص سیر نزولی داشتند. در حالت مشابه برای نمونه ای که الیاف شیشه در لایه زیرین کامپوزیت قرار داشت، استحکام و مدول خمشی و انرژی شکست در 40 سیکل نسبت به نمونه بدون سیکل به ترتیب 10، 14 و 9 درصد افزایش یافتند، اما مجدداً در 60 سیکل کاهش خواص دیده شد. نتایج این تحقیق همچنین نشان داد که سه مکانیزم پخت ثانویه، تنش فشاری و جدایش بین اجزای FML، عوامل اصلی تغییر خواص خمشی در حین سیکل حرارتی بودند.
کامپوزیت لایه ای الیاف- فلز,سیکل حرارتی,لایه چینی الیاف,خواص خمشی
https://jstc.iust.ac.ir/article_39260.html
https://jstc.iust.ac.ir/article_39260_d0412f3e95268194c6af1d5b1e47c63a.pdf
دانشگاه علم و صنعت ایران
علوم و فناوری کامپوزیت
2383-3823
7
3
2020
11
21
فوم های نانوکامپوزیتی پلی اتیلن/کوپلیمراتیلن-وینیل استات/نانورس با دو انتقال فاز همزمان در فرایند اکستروژن پیوسته: اثر متغیرهای فرایندی و موادی
989
999
FA
رضا
قاسمی
کارشناسی ارشد، مهندسی شیمی، دانشگاه تهران، تهران.
rezaghasemi@ut.ac.ir
رضا
کاظمی
دانشجوی کارشناسی، مهندسی پلیمر، دانشگاه تهران، تهران.
kazemi.reza@ut.ac.ir
فرخنده
همتی
استادیار، مهندسی پلیمر، دانشگاه تهران، تهران.
f.hemmati@ut.ac.ir
جمشید
محمدی روشنده
دانشیار، شیمی آلی، دانشگاه تهران، تهران.
roshandeh@ut.ac.ir
10.22068/jstc.2020.112497.1576
در این پژوهش، خواص ساختاری و مکانیکی فوم های میکروسلولی نانوکامپوزیتی پلی اتیلن (PE)/کوپلیمر اتیلن-وینیل استات (EVA)/نانورس تهیه شده طی فرآیند فوم سازی اکستروژنی به روش فیزیکی با بکارگیری گاز دی اکسیدکربن در برابر غلظت PE/EVA، درصد بارگذاری نانورس اصلاح شده و پروفایل دمایی اکسترودر مورد بررسی قرار گرفته است. فرایند فوم سازی این سامانه ها به دلیل دو انتقال فازی همزمان شامل رفتار فازی دمای انحلال بحرانی فوقانی (UCST) آمیخته های PE/EVA وانتقال فاز گاز در فرایند هسته گذاری و رشد حباب ها بعد از خروج از دای فیلم تخت از پیچیدگی های بالایی برخوردار است. به دلیل رفتار فازی UCST آمیخته PE/EVA، افزایش دمای فرایندی بر روی مورفولوژی و خواص مکانیکی فوم ها بدست آمده تاثیر به سزایی داشته و افزایش دما منجر به امتزاج پذیری بهتر دو پلیمر در آمیخته ها و نانوکامپوزیت ها گردیده است. علاوه بر این، نانورس با اثر سازگارسازی خود موجب بهبود امتزاج پذیری دو فاز پلیمری می شود. با افزایش دمای فرایندی در تهیه فوم ها دیده شده است که در دمای بالاتر فوم هایی سبک تر با تراکم سلولی بیشتر بدست می آید. افزایش محتوای EVA در آمیخته موجب بهبود پراکنش نانوذرات و متعاقباً بهبود ساختار فوم ها می شود. با افزایش دما به دلیل بهبود امتزاج پذیری دو فاز و افزودن نانوذرات به دلیل نقش موثرشان در ایجاد حباب ها، به ترتیب مدول فوم ها افزایش و کاهش یافته است.
اکستروژن,نانوکامپوزیت,فوم,پلیمر
https://jstc.iust.ac.ir/article_240163.html
https://jstc.iust.ac.ir/article_240163_788b21505c92027d39ef453083a8e58d.pdf
دانشگاه علم و صنعت ایران
علوم و فناوری کامپوزیت
2383-3823
7
3
2020
11
21
طراحی و تحلیل دریچه دسترسی مخازن کامپوزیتی تحت فشار خارجی
1000
1012
FA
رضا
بطالبلویی
کارشناس ارشد، پژوهشکده علوم و فناوری شمال، دانشگاه صنعتی مالک اشتر، تهران.
r.batalebluie@mut.ac.ir
محمود
ذبیح پور
استادیار، مجتمع دانشگاهی هوافضا، دانشگاه صنعتی مالکاشتر، تهران.
zabihpoor@mut.ac.ir
پویا
دهستانی
دکتری، پژوهشکده علوم و فناوری شمال، دانشگاه صنعتی مالکاشتر، تهران.
pooya_deh@yahoo.com
جواد
بابایی
کارشناس ارشد، پژوهشکده علوم و فناوری شمال، دانشگاه صنعتی مالک اشتر، تهران.
babaie_j@yahoo.com
10.22068/jstc.2020.112452.1575
بکارگیری کامپوزیتها در ساخت مخازن تحت فشار از زمینههای مهم کاربردی این مواد است. بررسی این موارد کاربردی، در حالت پیچیدهتر اعمال فشار خارجی بسیار مورد توجه میباشد. یکی از معضلات اصلی در طراحی و ساخت مخازن تحت فشار خارجی کامپوزیتی، طراحی مناسب دریچههای ضروری مختلف بر روی آن و ملاحظات مربوطه است. از آن-جا، بررسی استحکام و مقاومت سازهای مخزن در موقعیت منافذ و دریچهها، اجتنابناپذیر میباشد. در این مقاله، ضمن ارائهی یک فرایند طراحی جهت ایجاد دریچه بر روی مخازن کامپوزیتی، شدت تأثیر حضور دریچه تحقیق گردید. نظر به اهمیت مواد و سازه کامپوزیتی در استقامت بدنه، سازه مخزن کامپوزیتی در نرمافزار قدرتمند اجزاء محدود آباکوس شبیهسازی گردید. در همین راستا، رفتار مکانیکی سازه بر اساس پارامترهای تاثیرگذار در تعریف طرحهای مختلف دریچه، مورد ارزیابی قرار گرفت. در نتایج حاصل، تاثیر حضور دریچه در نسبت ابعادی بزرگ بر رفتار مخزن نشان داده شده است. در انتها، نتایج محاسبات اجزا محدود، اهمیت ملاحظات بکارگیری و طراحی صحیح حلقه تقویت-کننده(قطعهی واسط) در دریچهها را به عنوان یکی از تمهیدات جبران کننده عوارض کاهشی بار کمانشی ناشی از وجود دریچه در مخزن نمایش داده است.
"مخازن کامپوزیتی","دریچه دسترسی","تحلیل اجزای محدود","کمانش","فشار هیدرواستاتیک خارجی"
https://jstc.iust.ac.ir/article_240150.html
https://jstc.iust.ac.ir/article_240150_1ba3cb59308e9fcc8b62a6ce80f4fc36.pdf
دانشگاه علم و صنعت ایران
علوم و فناوری کامپوزیت
2383-3823
7
3
2020
11
21
سنتز، مشخصه یابی و بررسی کاربرد نانوکامپوزیت مزوپروس سیلیکا/مگمایت در حذف یونهای فلزی سنگین از محلول آبی
1013
1020
FA
شیرین
کلانتری
0000-0002-1188-1590
دانشجوی دکتری، مهندسی مواد و متالورژی، دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی، تهران.
sh.kalantari@email.kntu.ac.ir
محمد
امینی
دانشجوی دکتری، مهندسی مواد و متالورژی، دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی، تهران.
m_amini@email.kntu.ac.ir
علی
شکوه فر
استاد، مهندسی مواد و متالورژی ، دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی، تهران.
shokuhfar@kntu.ac.ir
10.22068/jstc.2020.112782.1581
در این تحقیق، سنتز نانوکامپوزیت مزوپروس سیلیکا/ اکسیدآهن (MCM-41/γ-Fe2O3) با روش هیدروترمال انجام شده و سپس کاربرد این نانوکامپوزیت به عنوان جاذب در حذف یونهای نیکل، کادمیوم، کروم، سرب و روی از محلول آبی بررسی شده است. همچنین، تاثیر pH محلول، زمان تماس و دوز جاذب بر درصد حذف مورد مطالعه قرار گرفته است. نتایج نشان میدهد که جذب این یونها بر سطح جاذب، با افزایش pH محلول، زمان تماس و دوز جاذب افزایش مییابد. بیشترین درصد حذف یونهای فلزی سنگین در شرایط pH=5، t=50 دقیقه و 0.16 گرم جاذب (شرایط آزمایش کنونی) بوده است که مقادیر 53، 79، 61، 89 و 99.5% بهترتیب برای یونهای نیکل، روی، کادمیوم، کروم و سرب از محلول آبی به دست آمد. نانوکامپوزیت مزوپروس سیلیکا/اکسیدآهن سنتز شده توسط آنالیزهای پراش اشعه ایکس(XRD)، طیفسنجی تبدیل فوریه مادون قرمز(FTIR)، مغناطیس سنج نمونه ارتعاشی(VSM)، جذب- واجذب گاز نیتروژن(BET) و میکروسکوپ الکترونی روبشی نشر میدانی (FE-SEM) مورد شناسایی قرار گرفت. اندازه گیری غلظت یونهای فلزی محلول، توسط دستگاه طیفسنج جذب اتمی (AAS) انجام گرفت. طبق نتایج بدست آمده، نانوکامپوزیت MCM-41/γ-Fe2O3 دارای مساحت سطحی بالا (461.19m2/g)، حجم کل حفرات 0.4128cm3/g، میانگین قطر حفره 3.58nm، توزیع باریک اندازه حفرات و رفتار سوپرپارامغناطیسی می باشد.
نانوکامپوزیت,مزوپروس سیلیکا,اکسیدآهن,خواص مغناطیسی
https://jstc.iust.ac.ir/article_240161.html
https://jstc.iust.ac.ir/article_240161_27dc41224ce45db5ad910f8a92da609c.pdf
دانشگاه علم و صنعت ایران
علوم و فناوری کامپوزیت
2383-3823
7
3
2020
11
21
ساخت و بررسی خواص نانوکامپوزیت هیبریدی Al/WS2-CNT
1021
1028
FA
حسین
صالحی وزیری
دانشجوی دکترا، مهندسی مواد، خواجه نصیرالدین طوسی، تهران.
salehi.vaziri@gmail.com
علی
شکوه فر
استاد، مهندسی مواد، دانشگاه خواجه نصیرالدین طوسی، تهران.
shokuhfar@kntu.ac.ir
سید سلمان
سید افقهی
استادیار، مهندسی مواد، دانشگاه امام حسین، تهران.
salmanafghahi@gmail.com
10.22068/jstc.2020.116605.1600
در این تحقیق نانوکامپوزیت هیبریدی زمینه آلومینیوم با استفاده از نانوذرات دی سولفید تنگستن و نانولوله کربنی ساخته شد. مخلوط سازی پودرها در حلال استن و با استفاده از آلتراسونیک انجام شد سپس ذرات هیبریدی و پودر آلومینیوم تحت آسیاکاری مکانیکی قرارگرفتند و با استفاده از پرس گرم پودر نهایی فشردهسازی و نانوکامپوریت هیبریدی ساخته شد. بررسی میکروساختاری نمونهها با استفاده از میکروسکوب نوری(OM) و میکروسکوپ الکترونی روبشی گسیل میدانی(FESEM) انجام شد. نتایج نشان داد فازهای تقویت کننده به نحو مطلوبی بر روی ذرات فلیکی آلومینیوم جذب شده اند، توزیع مناسبی از ذرات تقویت کننده در زمینه وجود دارد و تقویت کنندهها ساختار خود را در فاز زمینه حفظ کردهاند. دانسیته نمونهها از روش ارشمیدوس اندازه گیری و مشخص شد دانسیته نسبی نمونههای هیبریدی در محدوده 96 تا 98 درصد قراردارد. آزمون میکرو سختی نشان داد هیبریدسازی اثر مثبتی بر افزایش سختی دارد به طوری که سختی نمونههای هیبریدی با افزایش میزان نانولوله کربنی افزایش می-یابد و 20 درصد بهبود در میکروسختی نسبت به نانوکامپوزیت آلومینیوم با تقویت کننده دی-سولفید تنگستن بوجود میآید. اندازهگیری استحکام فشاری نشان میدهد نانوکامپوزیت هیبریدی استحکام فشاری نهایی را تا 17 درصد افزایش میدهد. آزمون سایش کاهش 50 درصدی ضریب اصطکاک نانوکامپوزیت هیبریدی را نسبت به آلومینیوم خالص نشان داد.
آلومینیوم,نانوکامپوزیت,هیبرید,دی سولفید تنگستن,نانولوله کربنی
https://jstc.iust.ac.ir/article_240162.html
https://jstc.iust.ac.ir/article_240162_2ba9cf4f4b5880fe155f688e9762c3e2.pdf
دانشگاه علم و صنعت ایران
علوم و فناوری کامپوزیت
2383-3823
7
3
2020
11
21
تحلیل مکانیزمهای تخریب در خمش پانلهای ساندویچی کامپوزیت پایه پلیمری توسط روش آکوستیک امیشن
1029
1039
FA
سیدرضا
حمزه لو
استادیار، مهندسی مکانیک، دانشگاه تربیت دبیر شهید رجایی، تهران.
rehamzeloo@sru.ac.ir
امیر
رفاهی اسکوئی
استادیار، مهندسی مکانیک، دانشگاه تربیت دبیر شهید رجایی، تهران.
amir.refahi@sru.ac.ir
امیرمحمد
زکی زاده
کارشناسی ارشد، مهندسی مکانیک، دانشگاه تربیت دبیر شهید رجایی، تهران.
amirmohamadzakizadeh@gmail.com
10.22068/jstc.2020.116440.1599
در سالهای اخیر به دلیل دستیابی به خواص مورد نظر و مطلوب از کامپوزیتها در صنایع مختلف استفاده میگردد. تعیین دقیق مکانیزمهای تخریب کمک شایانی به تصحیح طراحی و تحلیل بارگذاری در کامپوزیتها و بخصوص پانلهای ساندویچی مینماید. در این مقاله با تحلیل داده های آکوستیکی، به بررسی و تشخیص مکانیزمهای خرابی در پانلهای ساندویچی کامپوزیت پلی استر/ شیشه با هسته فوم پلی اورتان در آزمون خمش سه نقطه با اعمال تضعیف اولیه حاصل از ضربههای با انرژی مختلف پرداخته شده است. بدین منظور نمونههایی با 4 لایهچینی متفاوت و با 4 حالت مختلف با و بدون پیش ضربه مورد استفاده قرار گرفت. شکست ماتریس، جدایش الیاف از ماتریس، شکست الیاف و شکست فوم بعنوان مکانیزمهای تخریب غالب، از روی تصاویر چشمی، بررسی وقایع آکوستیک رخ داده در بازههای فرکانسی مختلف، استخراج انرژی هر بازه و بررسی نمودار نیرو-زمان تعیین شدهاند. نتایج حاصلشده نشان داد که مکانیزمهای شکست ترد شامل شکست ماتریس و شکست فوم در هر رویداد مختلف آکوستیک، مجموع انرژی های بالاتر با پراکندگی کمتر در بازه فرکانسی پایینتر نسبت به مکانیزمهای شکست نرم مانند شکست الیاف شیشه آزاد میکنند. اما رویدادهای آکوستیک در مکانیزم شکست نرم الیاف شیشه با مجموع انرژی های کمتر و بصورت پراکنده در بازه فرکانسی بالاتر اتفاق افتاده است. تطبیق تصاویر چشمی با دادههای آکوستیکی و همچنین نمودار نیرو جابجایی، علاوه بر صحه گذاری درتعیین مکانیزمهای تخریب در این پانلهای ساندویچی، منجر به تعیین بازه فرکانسی جدید شکست فوم متخلخل (190 الی220 کیلوهرتز) نیزگردید.
آکوستیک امیشن,کامپوزیت ساندویچ پانل,مکانیزمهای شکست,خمش
https://jstc.iust.ac.ir/article_240151.html
https://jstc.iust.ac.ir/article_240151_220064612e7e3f4f5ddc41d40495f1c3.pdf
دانشگاه علم و صنعت ایران
علوم و فناوری کامپوزیت
2383-3823
7
3
2020
11
21
مطالعه ی رفتار مکانیکی و شکل شناسی نانو کامپوزیت های ABS/TPU/CNT
1040
1046
FA
فرشاد
حیدری
کارشناس ارشد، مهندسی مکانیک، دانشگاه تبریز، تبریز.
f_heidari1992@yahoo.com
میلاد
آقالاری
دانشیار، مهندسی مکانیک، دانشگاه تبریز، تبریز.
milad.aghalari@gmail.com
کریم
شلش نژاد
دانشیار، مهندسی مکانیک، دانشگاه تبریز، تبریز.
shelesh-nezhad@tabrizu.ac.ir
10.22068/jstc.2020.119515.1621
پلیمر اکریلونیترایل بوتادین استایرن (ABS)از خواص مکانیکی نسبتاً خوبی برخوردار است، اما جریان پذیری ذوب پائین آن، امکان قالبگیری تزریقی قطعات نازک را محدود می کند. در این تحقیق، آمیختههای پلیمری اکریلونیترایل بوتادین استایرن-پلی یورتان گرمانرم (ABS/TPU) و نمونههای نانوکامپوزیتی بر پایه آمیخته پلیمری ABS/TPU حاوی نانولولههای کربنی چند دیواره (MWCNT) با استفاده از اکسترودر دو مارپیچه و قالبگیری تزریقی تولید شد. شکل شناسی مقاطع شکست نمونهها با استفاده از دستگاه میکروسکوپ الکترونی مطالعه شد. خواص کششی، خمشی و ضربهای و نیز جریان پذیری مذاب برای نمونههای مختلف مورد بررسی قرار گرفت. افزودن TPU به ABS، نمایه جریان مذاب (MFI) را تا حد زیادی افزایش داد، اما باعث افت خواص مکانیکی شد. وجود نانولولههای کربنی درآمیخته ABS/TPU باعث بهبود خواص مکانیکی و توسعه تغییر شکل پلاستیک در سطوح شکست نمونهها شد. بیشترین استحکام کششی و خمشی به ترتیب در نانوکامپوزیت های حاوی 0.3 و 0.5 درصد وزنی CNT مشاهده شد. استحکام ضربه ای شکاف دار در نمونه محتوی 0.1 درصد وزنی CNT، یک افزایش حدود 95 درصدی نسبت به آمیخته های ABS/TPU را نشان داد. شرایط مناسب پخش نانولوله های کربنی و چسبندگی آنها به زمینه پلیمری به عنوان مهمترین عوامل اثر گذار در بهبود خواص مکانیکی شناخته شد.
ABS/TPU : نانولوله کربنی چند دیواره,خواص مکانیکی,شکل شناسی,جریان پذیری ذوب
https://jstc.iust.ac.ir/article_240152.html
https://jstc.iust.ac.ir/article_240152_e81ec98aebbb21912b76363b2bf53372.pdf
دانشگاه علم و صنعت ایران
علوم و فناوری کامپوزیت
2383-3823
7
3
2020
11
21
طراحی و ساخت پوشش کامپوزیتی پایه پلیمری با هدف کاهش سطح مقطع راداری
1047
1056
FA
معصومه
رحیمی پیشبیجاری
دانش آموخته کارشناسی ارشد، مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی مالک اشتر، تهران، تهران.
animus_phonix@yahoo.com
جعفر
اسکندری جم
استاد، مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی مالک اشتر، تهران، تهران
eskandari@mut.ac.ir
محسن
حیدری بنی
دانشجوی دکتری، مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی مالک اشتر، تهران، تهران.
mohsenheydari1371@gmail.com
10.22068/jstc.2020.120113.1628
سطح مقطع راداری میزان قابل شناسایی بودن یک شی توسط رادار را بیان میکند. هرچه این مقدار بیشتر باشد، شئ برای رادار قابل رویتتر است. روشهای اساسی کاهش سطح مقطع راداری در قطعات کامپوزیتی از سه طریق تغییر در هندسه قطعه، استفاده از مواد جاذب و لایهچینی کامپوزیتها انجام میشود. در این تحقیق، به ساخت و بررسی کامپوزیت پایه پلیمری با هدف کاهش سطح مقطع راداری پرداخته شده است. برای این منظور، ابتدا نمونه های کامپوزیتی اپوکسی تقویت شده با شیشه (GFRP) با استفاده از فرآیند نفوذ در خلاء ساخته شده و در گام بعد، پوشش اپوکسی با افزودنیهای آلومینیوم، آلومینا و اکسید آهن در درصدهای 1، 3 و 5 درصد حجمی بر روی نمونهها اعمال شده و در نهایت میزان جذب امواج آنها در فرکانس های 8/5، 9/5، 10/5 و 11/5 گیگاهرتز تحت آزمون VNA در باند X مورد بررسی قرار گرفته است. به منظور صرفهجویی در تعداد آزمایشها و انتخاب نمونه بیهنه، از طراحی آزمایش به روش رویه پاسخ سطح استفاده گردید. نتایج نشان داد که بیشترین جذب در کامپوزیت با پوشش آلومینیوم ( 5%) به دلیل رسانایی بالاتر و کمترین جذب در کامپوزیت با پوشش آلومینا (1%) به دلیل رسانایی کم میباشد. در کلیه نمونهها با افزایش درصد افزودنیها، میزان جذب امواج افزایش مییابد.
سطح مقطع راداری,میزان جذب,مواد جاذب رادار,کامپوزیت,طراحی آزمایش
https://jstc.iust.ac.ir/article_240153.html
https://jstc.iust.ac.ir/article_240153_bca7584b32df73503333b7bcef89c15f.pdf
دانشگاه علم و صنعت ایران
علوم و فناوری کامپوزیت
2383-3823
7
3
2020
11
21
بررسی تجربی اثر افزودن سیم آلیاژ حافظهدار بر رفتار ضربهی سرعت پایین کامپوزیتهای چندلایه الیاف/ فلز در دماهای مختلف
1057
1063
FA
محمدرضا
فضل الله پور
کارشناسی ارشد، مهندسی مواد، دانشگاه خواجه نصیرالدین طوسی، تهران
mohamadnaderi05@gmail.com
رضا
اسلامی فارسانی
0000-0002-7838-6199
استاد، مهندسی مواد، دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی، تهران
eslami@kntu.ac.ir
حامد
آقامحمدی
دانشجوی دکترا، مهندسی مواد، دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی، تهران.
hamed.aghamohammadi@outlook.com
10.22068/jstc.2020.120427.1630
کامپوزیتهای چندلایه الیاف/ فلز یکی از پرمصرفترین کامپوزیتهای زمینه پلیمری ترکیبی در صنایع هوایی و سازههای دریایی هستند که با اتصال بین لایههای فلزی به لایههای کامپوزیتی ساخته می-شوند. تلفیق خواص مواد فلزی و کامپوزیتی مهمترین دلیل در استفاده از این کامپوزیتها میباشد. با توجه به کاربرد این نوع از کامپوزیتها در شرایط دمایی مختلف، در تحقیق حاضر، رفتار ضربهای سرعت پایین چارپی کامپوزیتهای چندلایه الیاف/ فلز هوشمند تحت دماهای 45-، 25+ و 90+ درجه سانتیگراد مورد بررسی قرار گرفت. کامپوزیتهای چندلایه الیاف/ فلز هوشمند از دو لایه آلومینیوم T6-6061 و چهار لایه رزین اپوکسی تقویت شده با الیاف شیشه ساخته شدند که سیمهای آلیاژ حافظدار نیز با صفر و 5 درصد پیشکرنش در لایهی میانی آنها قرار گرفتند. متغیرهای مورد بررسی در این مطالعه، شامل اثرات تعداد و پیشکرنش سیمهای آلیاژ حافظهدار و همچنین اثر دما بر میزان جذب انرژی کامپوزیتهای مذکور بود. نتایج نشان داد که وجود 2 سیم آلیاژ حافظهدار، در دماهای 45-، 25+ و 90+درجه سانتیگراد، به ترتیب سبب افزایش 20، 14 و 8 درصد جذب انرژی نسبت به نمونههای بدون سیم آلیاژ حافظهدار شده است.
چندلایه الیاف/ فلز,آلیاژ حافظهدار,رفتار ضربهای,پیشکرنش,شرایط دمایی مختلف
https://jstc.iust.ac.ir/article_240154.html
https://jstc.iust.ac.ir/article_240154_cc83e64a6409854fdb660e6f9d1caa44.pdf
دانشگاه علم و صنعت ایران
علوم و فناوری کامپوزیت
2383-3823
7
3
2020
11
21
معرفی پانل های ساندویچی نوین مبتنی بر هسته هیبریدی کورک/فوم پلی یورتان و ساختار مشبک کامپوزیتی برای کاربردهای دریایی
1064
1075
FA
مسلم
نجفی
محقق پسادکترا، دانشکده مهندسی و علم مواد دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی، تهران.
moslem.najafi85@yahoo.com
رضا
اسلامی فارسانی
0000-0002-7838-6199
استاد، دانشکده مهندسی و علم مواد دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی، تهران.
eslami@kntu.ac.ir
10.22068/jstc.2020.129066.1663
فوم های پلی یورتان کم چگالی به عنوان موادی ارزانقیمت و در عین حال سبک، در ساخت بخش هایی از سازه شناورهای دریایی استفاده می شوند. با این وجود، این فوم ها دارای خواص مکانیکی پایین بوده و در برابر نفوذ آب و رطوبت حساس هستند. وجود عیوب اولیه یا آسیبهای ناشی از ضربه در سطح خارجی شناورهای دریایی می تواند به نفوذ آب به داخل هسته فومی منجر شود که عموماً به فساد هسته و متعاقب آن تورق در ناحیه اتصال هسته/پوسته خواهد انجامید. بر این اساس، هدف اصلی این پژوهش کاهش نقاط ضعف ساختارهای مبتنی بر فوم های پلی یورتان کم چگالی از طریق معرفی یک ماده جدید در این حوزه است. بدین منظور، یک پانل ساندویچی با هسته هیبریدی متشکل از کورک آگلومره و فوم پلی یورتان کم چگالی، تقویت شده با ساختار مشبک کامپوزیت اپوکسی/الیاف شیشه، طراحی، ساخته و مورد آزمون قرار گرفت. نتایج آزمون پیرسازی 100 روزه در آب نشان داد که جذب آب نمونه های جدید کمتر از نصف نمونه های ساندویچی متداول مبتنی بر فوم پلییورتان است. همچنین جایگزین نمودن هسته هیبریدی فوم پلییورتان/کورک تقویتشده بهجای هسته فوم پلییورتان منجر به افزایش 506، 814 و 144.94 درصد به ترتیب در بیشینه بار خمشی، سفتی خمشی اولیه و چقرمگی خمشی پانل شد. در ادامه با استفاده از شبیه سازی عددی آزمون خمش، رفتار سازهای دو نوع ساختار جدید و متداول مورد بررسی قرار گرفت. نتایج تحلیل عددی نشان داد که سفتی خمشی پانل جدید نسبت به ساختار متداول حدود 884% ارتقاء یافته است.
پانل های ساندویچی,هسته هیبریدی,کورک,فوم پلی یورتان,ساختار مشبک کامپوزیتی
https://jstc.iust.ac.ir/article_240155.html
https://jstc.iust.ac.ir/article_240155_ea0263dd7282e907f07be6132917a2a8.pdf
دانشگاه علم و صنعت ایران
علوم و فناوری کامپوزیت
2383-3823
7
3
2020
11
21
تولید فویل فلزی چند لایه استحکام بالا با روش نورد پیوندی تجمعی
1076
1082
FA
الهه
علیزاده علیسرایی
فارغ التحصیل کارشناسی ارشد، مهندسی مکانیک، دانشگاه علم و صنعت ایران، تهران.
elaheh.alz71@gmail.com
رامین
هاشمی
0000-0001-8369-0390
دانشیار، مهندسی مکانیک، دانشگاه علم و صنعت ایران، تهران.
rhashemi@iust.ac.ir
داود
رحمت آبادی
0000-0002-6898-3061
فارغ التحصیل کارشناسی ارشد، مهندسی مکانیک، دانشگاه علم و صنعت ایران، تهران.
davood.rahmatabadi@yahoo.com
کریستوف
سومیچ
استاد، انستیتو علم مواد، اتصال دهی و شکل دهی، دانشگاه صنعتی گراتس، گراتس.
christof.sommitsch@tugraz.at
10.22068/jstc.2020.129497.1665
فویل آلومینیوم به طور گستردهای در بستهبندی و مصارف خانگی مورد استفاده قرار میگیرد تا از مواد غذایی و محصولات دارویی در برابر اثرات محیطی محافظت کند. در سالهای اخیر، روشهای تغییر شکل پلاستیک شدید، به سبب تولید مواد فلزی با ساختار فوق ریزدانه بسیار مورد توجه قرار گرفتهاند. گسترهی بالای کاربرد نانوساختارها، به دلیل ویژگیهای فیزیکی و مکانیکی منحصر به فردشان، اهمیت مطالعه برروی این روشهای شکلدهی را آشکار میسازد. فرآیند نورد پیوندی تجمعی یکی از بهترین و کاربردیترین روشهای شکلدهی ورقهای فلزی است که مکانیزم آن، تغییرشکل پلاستیک ماده از طریق عبور بین دو یا چند غلتک است. در پژوهش حاضر، فویلهای آلومینیومی به ضخامت 200 میکرون به روش نورد تجمعی در 5 گذر، بدون استفاده از روانکار، بدون عملیات حرارتی بین گذرها و در دمای محیط تولید شدند. به منظور بررسی خواص مکانیکی آزمون کشش تک محوره و میکروسختی، و برای بررسی سطح مقطع شکست، از میکروسکوپ الکترونی روبشی استفاده شده است. استحکام کششی نهایی در پایان گذر پنجم نورد تجمعی به 393 مگاپاسکال رسید که نسبت به نمونه ی اولیه 5.9 برابر شده است. همچنین نسبت به پژوهش پیشین، استحکام بدست آمده بالاترین مقدار بوده که به دلیل ضخامت کمتر لایهها و نفوذ اکسیدهای سطحی به نمونه در مرحله آمادهسازی است. همچنین با افزایش گذرهای نورد پیوندی تجمعی، ضخامت لایهها کمتر شده و کیفیت پیوند بین لایه ها بهبود می یابد. بررسی سطوح شکست در گذر پنجم نشان میدهد که مکانیزم شکست از نوع نرم است.
فویل آلومینیوم,نورد تجمعی,خواص مکانیکی,شکست نگاری,مطالعهی تجربی
https://jstc.iust.ac.ir/article_240156.html
https://jstc.iust.ac.ir/article_240156_c4889fa6af853c0556873b72036a9ab5.pdf
دانشگاه علم و صنعت ایران
علوم و فناوری کامپوزیت
2383-3823
7
3
2020
11
21
مطالعه زبری سطح، نرخ براده برداری و انحراف در قطعات کامپوزیتی جدار نازک طی فرآیند ماشین کاری سریع
1083
1094
FA
مریم
رضی فر
کارشناسی ارشد، مهندسی مکانیک، واحد علوم و تحقیقات، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران.
razifarmaryam@yahoo.com
پیام
سرائیان
0000-0001-7035-112X
استادیار، مهندسی مکانیک ، واحد نجف آباد، دانشگاه آزاد اسلامی، نجف آباد.
p_saraeian@iau-tnb.ac.ir
احسان
شکوری
استادیار، مهندسی مکانیک، واحد تهران شمال، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران.
e_shakouri@iau-tnb.ac.ir
عادل
مقصودپور
استادیار، مهندسی مکانیک، واحد علوم و تحقیقات، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران
admp100@yahoo.com
10.22068/jstc.2020.130640.1668
امروزه، به علت نیاز صنایع مختلف، استفاده از قطعات کامپوزیتی با جدار نازک به دلیل بالا بودن نسبت استحکام به وزن آن بیش از پیش مورد توجه قرار گرفته است. ساختار لایهای کامپوزیتها، موجب مشکلات و آسیبهایی در فرآیند ماشینکاری میگردد، این مشکلات مخصوصاً در ماشینکاری قطعات کامپوزیتی با جدار نازک، بیشتر میباشد. یکی از راهکارهای مناسب جهت جلوگیری از بروز آسیب طی ماشینکاری کامپوزیتهای جداره نازک استفاده از فرآیند ماشین-کاری سرعت بالا میباشد. در این تحقیق تأثیر پارامترهای فرزکاری سرعت بالا بر روی زبریسطح، نرخ برادهبرداری و میزان انحراف در کامپوزیت جدار نازک، مورد مطالعه قرار گرفت. به این منظور ابتدا نمونههای کامپوزیتی از جنس شیشه-اپوکسی با ضخامتهای 2، 4 و 6 میلیمتر تهیه گردید و سپس عملیات فرزکاری سرعت بالا بر روی نمونهها، با تغییر پارامترهای سرعت اسپیندل، نرخ پیشروی و عمق برش، انجام شد. آزمایشات انجام شده توسط نرم-افزار مینیتب طراحی و آنالیز گردید. مقایسه نتایج حاصل از بهینهسازی بر روی کامپوزیتها با ضخامتهای متفاوت به روش سطح پاسخ نشان داد که مقادیر بهینه میزان زبری سطح 2.12 میکرومتر، نرخ برادهبرداری 5.99 میلیمتر مکعب بر دقیقه و میزان انحراف 0.082 میلیمتر مربوط به نمونه با ضخامت 6 میلیمتر میباشد. در کامپوزیتهای با ضخامت 6 میلی-متر به علت برخورداری از صلبیت بالاتر، نتایج مطلوبتری بدست آمد. همچنین میزان خطای پیش-بینی شده در مقایسه با مقادیر تجربی بدست آمده برای پارامترهای زبری سطح، نرخ براده-برداری و میزان انحراف به ترتیب 6%، -5.22% و 2.5% محاسبه گردید که نشان دهنده توافق مطلوب نتایج تجربی و تحلیل آماری می باشد.
ماشین کاری سریع,کامپوزیت جدار نازک,زبری سطح,نرخ براده برداری,انحراف
https://jstc.iust.ac.ir/article_240157.html
https://jstc.iust.ac.ir/article_240157_ea4df649df6a552f0e8de7e12376aa32.pdf
دانشگاه علم و صنعت ایران
علوم و فناوری کامپوزیت
2383-3823
7
3
2020
11
21
تحلیل عددی و تجربی آسیب اتصال لوله کامپوزیتی کربن / اپوکسی به استوانه فولادی تحت فشار داخلی
1095
1105
FA
احمدرضا
محمد شریفی
دانش آموخته کارشناسی ارشد، مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی مالک اشتر،
92ahmadreza@gmail.com
محمود
فرهادی نیا
دانشیار، مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی مالک اشتر، تهران
mahmood_farhadinia@mut.ac.ir
علی
داور
0000-0002-4386-1965
استادیار، مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی مالک اشتر، تهران.
a_davar@mut.ac.ir
محسن
حیدری بنی
دانشجوی دکتری، مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی مالک اشتر، تهران.
mohsenheydari1371@gmail.com
جعفر
اسکندری جم
استاد، مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی مالک اشتر،.
jafar.eskandarijam@gmail.com
10.22068/jstc.2020.131104.1670
در این مقاله به تحلیل عددی و تجربی آسیب اتصال لوله کامپوزیتی کربن/اپوکسی به استوانه فولادی تحتفشار داخلی پرداخته شده است. از اتصال مکانیکی برای اتصال استوانه فلزی به لوله کامپوزیتی ساختهشده به روش رشته پیچی استفادهشده است. به این ترتیب که با ایجاد برآمدگیها و شیارهایی بر روی استوانه فولادی مسیر هدایتشدهای در طی فرایند رشته پیچی برای ساخت لوله کامپوزیتی ایجادشده است. با توجه به اختلاف مدول بین لوله کامپوزیتی کربن / اپوکسی و استوانه فولادی پیشبینی میشود عامل اصلی تعیینکننده استحکام اتصال تحت فشار داخلی همین اختلاف مدول ذکرشده و شکست در لبه اتصال باشد. از شبیهسازی المان محدود و با استفاده از معیار هاشین برای پیشبینی شروع شکست و از آسیب پیشرونده تعریف شده با زیرروال UMAT برای به دست آوردن تکامل آسیب استفاده شده است. سپس نتایج حل عددی شکست بهدستآمده با نتایج آزمون تجربی مقایسه شده است که نتایج تطابق خوبی دارند. همچنین با استفاده از تصاویر میکروسکوپی ناحیه شکست بهدستآمده بررسی شده است. برای مدلسازی عددی از المانها با مرتبههای مختلفی استفاده شده و دقت و سرعت حل عددی با استفاده از این المانها با نتایج بهدستآمده از آزمون تجربی مقایسه شده و المان پیوسته سهبعدی مرتبه بالا با انتگرال کاهش یافته پیشنهاد شده است.
اتصال کامپوزیت به فلز,آسیب پیشرونده,مدلسازی المان محدود,آزمون تجربی
https://jstc.iust.ac.ir/article_240160.html
https://jstc.iust.ac.ir/article_240160_0b5269dc3c3da66667de0adb5c0d21d9.pdf
دانشگاه علم و صنعت ایران
علوم و فناوری کامپوزیت
2383-3823
7
3
2020
11
21
بررسی تحلیلی ضربه مایل سرعتپایین روی پوستههای استوانهای کامپوزیتی
1106
1119
FA
رضا
آذرافزا
0000-0002-7957-3295
دانشیار، مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی مالک اشتر، تهران
azarmut@mut.ac.ir
امیرحسین
گلکار
دانشجوی کارشناسی ارشد، مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی مالک اشتر، تهران
amirh.golkar@gmail.com
علی
داور
0000-0002-4386-1965
استادیار، مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی مالک اشتر، تهران.
davar78@gmail.com
10.22068/jstc.2020.131527.1673
در این مقاله به تحلیل دینامیکی پوستههای استوانهای کامپوزیتی تحت ضربه مایل سرعت پایین توسط یک ضربه زننده کروی پرداخته شده است. معادلات حرکت بر اساس تئوری کلاسیک پوسته (CST) و با استفاده از روش نیوتن استخراج شدهاند. شرایط مرزی پوسته دو سر ساده در نظر گرفته شده است. مؤلفههای جابهجایی با توجه به شرایط مرزی بهصورت بسط سری فوریه دوگانه نوشته شدهاند. برای بدست آوردن فرکانس طبیعی و پاسخ پوسته استوانهای تحت بارگذاری ضربه سرعتپایین، معادلات حرکت با استفاده از روش توابع وزنی گالرکین حل شده است. تاریخچه نیروی تماس، با استفاده از مدل جرم و فنر بهبودیافته (IS-M) و با بهرهگیری از قانون خطی هرتز پیشبینی شده است. برای صحهگذاری، نتایج با نرمافزار المان محدود آباکوس و آخرین کارهای انجام شده در این زمینه مقایسه شده اند که مطابقت خوبی بین پارامترهای تاریخچه نیروی تماس نظیر بیشینه نیروی تماس و زمان تماس وجود دارد. در این مطالعه اثر پارامترهای هندسی پوسته مانند نسبت طول به شعاع (L⁄R) و نسبت ضخامت به شعاع (h⁄R) و همچنین اثر پارامترهای ضربه زننده شامل سرعت (v_0)، جرم (m_i) و زاویه برخورد ضربه زننده (γ) بر روی پاسخ ضربه بررسی شده است.
ضربه مایل سرعت پایین,پوسته استوانهای کامپوزیتی,مدل جرم و فنر بهبود یافته,تاریخچه نیروی تماس
https://jstc.iust.ac.ir/article_240158.html
https://jstc.iust.ac.ir/article_240158_1f59a1130183293b6958e7ef0bd5b73d.pdf
دانشگاه علم و صنعت ایران
علوم و فناوری کامپوزیت
2383-3823
7
3
2020
11
21
تحلیل ارتعاشات آزاد پوسته استوانهای کامپوزیتی دارای گشودگی با استفاده از روش مربعات تفاضلی تعمیمیافته
1120
1132
FA
علی
طالع زاده لاری
استادیار، مهندسی مکانیک، مجتمع آموزش عالی لارستان، لار.
a.talezadeh@lar.ac.ir
10.22068/jstc.2020.131419.1672
در این پژوهش ارتعاشات آزاد پوستههای کامپوزیتی کامل و دارای گشودگی مستطیلی بر پایه تئوری برشی مرتبه اول مورد مطالعه قرار گرفته است. معادلات در حالت کلی به گونهای نوشته شده که قابل تبدیل به هر یک از تئوریهای دانل، لاو و یا ساندرز هستند. برای مطالعه پوسته دارای گشودگی فضای حل مسئله به گونهای المانبندی شده که شرایط مرزی و بارگذاری در لبههای هر المان یکنواخت باشد. برای هر المان، معادلات حاکم، شرایط مرزی لبهها و شرایط سازگاری در مرز مشترک المانهای مجاور به کمک روش مربعات تفاضلی تعمیمیافته در راستای طولی و محیطی گسسته شده و با مونتاژ آنها یک دستگاه معادلات جبری تشکیل شده است. در نهایت، با استفاده از حل مقدار ویژه فرکانس طبیعی سازه محاسبه شده است. برای اعتبارسنجی این روش، نتایج حاصل از آن با نتایج موجود در مقالات و نیز نتایج نرمافزار المان محدود آباکوس مقایسه شده است. پس از اطمینان از کارایی روش حاضر، از آن برای مطالعه اثر پارامترهای مختلف بر رفتار ارتعاشی پوستههای با و بدون گشودگی استفاده شده است. این بررسیها نشان میدهد که مستقل از جنس و لایهچینی پوسته، گشودگیهای نسبتاً کوچک (c/L<0.3) تاثیر چندانی بر فرکانس طبیعی پوسته ندارند. ضمن اینکه کاهش نسبت طول به شعاع و یا افزایش ضخامت پوسته نیز در کاهش اثرات گشودگی موثر است. علاوه بر این، اثر گشودگیهای محیطی به مراتب کمتر از گشودگیهای طولی است.
ارتعاشات,پوسته کامپوزیتی,گشودگی,تئوری تغییرشکل برشی مرتبه اول,مربعات تفاضلی تعمیم یافته
https://jstc.iust.ac.ir/article_240159.html
https://jstc.iust.ac.ir/article_240159_7ec013d8492965fa7f0dd6b61d70bd54.pdf