2024-03-29T14:23:58Z
https://jstc.iust.ac.ir/?_action=export&rf=summon&issue=6276
علوم و فناوری کامپوزیت
2383-3823
2383-3823
1398
6
4
شناسه این شماره نشریه علوم و فناوری کامپوزیت
2020
02
20
https://jstc.iust.ac.ir/article_38730_c46f7a2d8d4a2824a47de6a540e6c74d.pdf
علوم و فناوری کامپوزیت
2383-3823
2383-3823
1398
6
4
اثر روش های مختلف آماده سازی سطحی بر خواص خمشی کامپوزیت های الیاف/فلز
حامد
آقامحمدی
سیدنوید
حسینی آب بندانک
رضا
اسلامی فارسانی
سید محمدحسین
سیادتی
کامپوزیت های الیاف/ فلز گروه جدیدی از مواد کامپوزیتی هیبریدی هستند که از ورق های فلزی و لایه های پلیمری تقویت شده با الیاف تشکیل شده اند. استفاده از کامپوزیت های الیاف/ فلز موجب بهره وری از ترکیب مزایای فلزات و کامپوزیت های پلیمری می شود. به منظور بهبود چسبندگی بین لایه های فلزی و کامپوزیتی، از روش های مختلف آماده سازی سطحی بر روی سطح فلز استفاده می شود. در این تحقیق، کامپوزیتهای آلومینیوم/ اپوکسی- الیاف بازالت با روش لایه گذاری دستی ساخته شد و اثر روش های مختلف آماده سازی سطحی مکانیکی و شیمیایی (شامل فرآیند قلیایی و حکاکی با محلول سولفوکرومیک) بر خواص خمشی آن ها با استفاده از آزمون خمش سه نقطه ای مورد بررسی قرار گرفت. از میکروسکوپ الکترونی روبشی به منظور بررسی مورفولوژی سطحی آلومینیوم استفاده شد. نتایج نشان داد که استفاده از روش آماده سازی حکاکی با محلول سولفوکرومیک موجب بهبود قابل توجهی در مقادیر استحکام خمشی، کرنش شکست و انرژی جذب شده در مقایسه با روش های مکانیکی و قلیایی می شود. تفاوت در رفتار خمشی نمونه ها مرتبط با مورفولوژی سطحی لایه آلومینیوم آن ها می باشد. مشاهدات میکروسکوپ الکترونی روبشی نشان دهنده این است که روش آماده سازی حکاکی با محلول سولفوکرومیک موجب ایجاد یک ساختار متخلخل بر روی سطح آلومینیوم می شود. این لایه متخلخل با ایجاد مکان هایی برای پر شدن توسط رزین اپوکسی، چسبندگی بهتر و قفل مکانیکی قوی تر بین لایه ها را به همراه دارد.
کامپوزیت الیاف/ فلز
الیاف بازالت
عملیات سطحی
خواص خمشی
2020
02
20
495
502
https://jstc.iust.ac.ir/article_31524_f9f7718710467775fc34c20789a24712.pdf
علوم و فناوری کامپوزیت
2383-3823
2383-3823
1398
6
4
بررسی اثر زمان بر رفتار ترمیمی کامپوزیت اپوکسی- الیاف شیشه خودترمیم حاوی میکروکانالهای آوندی در شرایط بارگذاریهای خمشی و کششی
محمدامین
محمدی
محمدرضا
باب الحوائجی
رضا
اسلامی فارسانی
محمدرضا
زمانی
وقوع آسیب امری اجتناب ناپذیر در کامپوزیت های زمینه پلیمری است. آسیبها در این کامپوزیتها به صورت تورق، ترکهای سطحی، ترکها در پلیمر و غیره میباشند. سیستم های خودترمیم با جلوگیری از رشد آسیبها موجب افزایش عمر کاری سازه می شوند. در تحقیق حاضر، کامپوزیت پلیمری خودترمیم شونده اپوکسی-الیاف شیشه حاوی میکروکانالهای آوندی ساخته شده و تعمیر سازه با انتقال مواد ترمیمی انجام شده است. نمونه ها با روش لایهگذاری دستی و کانالهای میکروآوندی از طریق پیششکلهای جامد ساخته شدند. عامل مهم برای ترمیم موثر این سازهها پس از ایجاد آسیب، سیالیت بالا و امتزاجپذیری مناسب در محل آسیب میباشد، لذا از سیستم رزین و هاردنر انیدریدی در این تحقیق به عنوان عامل ترمیم کننده استفاده شد که سیالیت بالاتری را نسبت به رزین و هاردنرهای آمینی دارند. هدف از پژوهش حاضر بررسی زمان مطلوب ترمیم جهت بدست آوردن راندمان ترمیم بهینه سیستم است. بدین منظور کانالهای میکروآوندی با درصد حجمی ثابت (%4) در ساختار کامپوزیت تعبیه شدند. خواص خمشی و کششی نمونه ها با گذشت زمان های مختلف (صفر، 4، 7 و 11 روز) پس از ایجاد آسیب اولیه مورد بررسی قرار گرفتند. پس از شکست و ایجاد عیب در ساختار، مواد ترمیمی موجود در میکروکانالها به محل ترک جریان یافته و با گذشت زمان، عملیات پلیمریزاسیون و ترمیم مجدد سازه تکمیل شدند. نتایج نشان داد که بیشترین مقدار بازیابی استحکام خمشی و کششی به ترتیب به میزان 59.07 درصد و 68.05 درصد برای نمونه ترمیم شده با گذشت 7 روز پس از ایجاد آسیب اولیه حاصل میشود.
کامپوزیت پلیمری
خودترمیمی
کانالهای میکروآوندی
استحکام خمشی
استحکام کششی
2020
02
20
503
510
https://jstc.iust.ac.ir/article_31823_00b268cb99703c3f69b56d2e15ff6b74.pdf
علوم و فناوری کامپوزیت
2383-3823
2383-3823
1398
6
4
مطالعه عددی اثر تقویت آهار الیاف شیشه توسط نانولولههای کربنی با توزیع تصادفی بر روی خواص مکانیکی عرضی کامپوزیت شیشه/اپوکسی
احسان
حیاتی
مجید
صفرآبادی
مهدی
مقیمی زند
در این مطالعه، اثر تقویت مکانیکی آهار الیاف شیشه بر روی خواص مکانیکی عرضی کامپوزیت شیشه/اپوکسی، به جهت تأثیر زیاد این ناحیه بر روی خواص مکانیکی کلی کامپوزیتهای تقویتشده با الیاف، بررسی شده است. برای پیشبینی مدول الاستیسیته و استحکام کششی عرضی کامپوزیت شیشه/اپوکسی، به ترتیب یک المان حجمی نماینده و یک مدل سهبعدی پوسته در نرمافزار تجاری آباکوس شبیهسازی شدهاند. خواص مکانیکی آهار بهصورت ناهمگن و غیریکنواخت در طول ضخامت آن در نظر گرفته شده است. علاوه بر این، تقویت آهار با استفاده از یک روش توزیع تصادفی و استفاده از نانولولههای کربنی انجام گرفته است. در این شبیهسازی، طول، قطر و کسر حجمیهای مختلف برای نانولولههای کربنی در تقویت آهار در نظر گرفته شده است و سپس نتایج مقایسه شدهاند. مقایسه نتایج بهدستآمده از شبیهسازی و دادههای تجربی موجود، نشان میدهد که شبیهسازی آهار با خواص مکانیکی غیریکنواخت نسبت به آهار با خواص مکانیکی ثابت، نتایج دقیقتری را ارائه میدهد. همچنین، نشان داده شده است که افزایش طول نانولولههای کربنی و یا کاهش قطر آنها، که در آهار توزیع شدهاند، باعث بهبود مدول الاستیسیته و استحکام کششی عرضی کامپوزیت شیشه/اپوکسی میشود.
تحلیل المان محدود
آهار
فاز مشترک
مدول الاستیسیته عرضی
استحکام کششی عرضی
2020
02
20
511
524
https://jstc.iust.ac.ir/article_37035_2bc22a1b26277205cce366dda6443a13.pdf
علوم و فناوری کامپوزیت
2383-3823
2383-3823
1398
6
4
بررسی عملکرد خمشی کامپوزیتهای هیبریدی اپوکسی- الیاف بازالت تقویتشده با نانوذرات خاک رس
ارسلان
باقری تیرتاش
عباس
منتظری هدش
رضا
اسلامی فارسانی
علیرضا
شهرابی-فراهانی
در این تحقیق، تاثیر افزودن نانوذرات خاک رس بر رفتار مکانیکی کامپوزیتهای زمینه اپوکسی تقویتشده با الیاف بازالت تحت بارگذاری خمشی بررسی شد. برای بهبود توزیع این نانوذرات درون زمینه کامپوزیت، سطح آنها توسط عامل کوپلینگ تری گلیسیداکسی پروپیل تری متوکسی سیلان اصلاح سطحی شد و روند انجام این فرآیند با استفاده از آزمون طیف سنجی مادون قرمز مورد تایید قرار گرفت. نتایج بدست آمده از آزمون خمش سهنقطهای نشان داد که بیشترین افزایش در خواص خمشی به ازای توزیع 5 درصد وزنی نانورس درون زمینه پلیمری کامپوزیت بدست میآید. در این درصد وزنی نانورس، استحکام خمشی، مدول خمشی، کرنش شکست و انرژی جذبشده به ترتیب به میزان 30، 38، 15 و 40 درصد افزایش یافت. بررسیهای ریزساختاری نشان داد که افزودن نانورس اصلاح سطحی شده منجر به بهبود انتقال تنش بین الیاف بازالت و زمینه پلیمری میگردد که این امر، تاثیر قابل توجهی بر بهبود عملکرد مکانیکی کامپوزیتهای زمینه پلیمری تقویتشده با الیاف بازالت تحت بارگذاری خمشی دارد.
کامپوزیت هیبریدی
الیاف بازالت
نانوذرات خاک رس
اصلاح سطحی
عملکرد خمشی
2020
02
20
525
532
https://jstc.iust.ac.ir/article_32816_cfe7e2248c19df08364cce36403c0fda.pdf
علوم و فناوری کامپوزیت
2383-3823
2383-3823
1398
6
4
اثر نانو لوله کربنی بر رفتار ضربه سرعت بالای کامپوزیت هیبریدی الیاف کولار- پلی اتیلن با وزن مولکولی بالا با چیدمان لایه لایه
منصور
باوفا بیگدیلو
رضا
اسلامی فارسانی
حسین
ابراهیم نژاد خالجیری
در این تحقیق، تاثیر افزودن نانولوله کربنی چند جداره بر رفتار ضربه سرعت بالای کامپوزیت های زمینه اپوکسی تقویت شده با الیاف کولار و الیاف پلی اتیلن با وزن مولکولی بالا با چیدمان لایه لایه بررسی شد. در ابتدا، نمونه های کامپوزیتی هیبریدی در درصدهای وزنی 1/0، 3/0، 5/0 و 9/0 از نانولوله کربنی به روش لایه گذاری دستی در دمای 200 درجه سانتیگراد و زمان 50 دقیقه ساخته شدند. سپس آزمایش ضربه سرعت بالا با پرتابه نوک تیز با سرعت m/s 84 بر روی کامپوزیت های هیبریدی انجام پذیرفت. همچنین برای بررسی مکانیزم شکست نانو کامپوزیت های هیبریدی از میکروسکوپ الکترونی روبشی گسیل میدانی (FESEM) استفاده شد. نتایج بدست آمده نشان داد جذب انرژی برای نمونه حاوی 1/0 درصد وزنی نانولوله کربنی نسبت به نمونه بدون نانو به میزان 56/13 درصد افزایش یافته است. توزیع مناسب نانو لوله کربنی و انتقال تنش بین الیاف و زمینه، باعث افزایش لایه لایه شدگی و جذب انرژی بیشتر شده است. همچنین نتایج میکروسکوپی نشان داد در 1/0 درصد وزنی نانولوله کربنی با ایجاد پدیده پل زنی ترک و بیرون کشیدگی نانولوله، جذب انرژی در کامپوزیت هیبریدی افزایش یافته است.
نانو لوله کربنی چند جداره
الیاف کولار
الیاف پلی اتیلن
ضربه سرعت بالا
2020
02
20
533
540
https://jstc.iust.ac.ir/article_33058_f2faba4a10a97a5cac8a65ea4ae0521f.pdf
علوم و فناوری کامپوزیت
2383-3823
2383-3823
1398
6
4
تاثیر شرایط محیط سرمایشی بر خواص خمشی کامپوزیت لایه ای آلومینیوم- اپوکسی/ الیاف بازالت و الیاف شیشه
رضا
اسلامی فارسانی
فردین
اصغری آرپاتپه
مهدی
عبدالهی آذغان
در این پژوهش، تاثیر لایه چینی الیاف و سیکل سرمایش بر رفتار خمشی کامپوزیت های لایه ای الیاف- فلز (FML) حاوی الیاف شیشه و بازالت مورد بررسی قرار گرفت. نمونه های FML متشکل از دو ورق آلومینیوم 2024-T3 و لایه ی میانی کامپوزیت زمینه اپوکسی با 4 لایه الیاف بازالت و شیشه در 5 حالت لایه چینی مختلف به روش لایه گذاری دستی ساخته شدند. به منظور افزایش چسبندگی بین آلومینیوم و کامپوزیت پلیمری، اصلاح سطحی آلومینیوم با روش الکتروشیمیایی (آندایز) صورت گرفت. هر سیکل دمایی در مدت زمان 3.5 دقیقه بین دمای°C 25 و -100 انجام شد. خواص خمشی نمونه ها بعد از 40 سیکل سرمایش مورد ارزیابی قرار گرفت و با نمونه های بدون سیکل مقایسه شدند. به منظور مشخصه یابی مکانیزم شکست از میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) و نوری استفاده شد. با توجه به نتایج، در نمونه های بدون سیکل دمایی، بیشترین و کمترین استحکام و مدول خمشی به ترتیب مربوط به کامپوزیت FML حاوی الیاف بازالت و حاوی الیاف شیشه (به علت خواص مکانیکی پایین تر الیاف شیشه نسبت به الیاف بازالت) بود. بعد از انجام سیکل سرمایش، بیشترین تغییرات استحکام و مدول خمشی به ترتیب با 6 و 4.9 درصد افزایش مربوط به نمونه حاوی الیاف بازالت و کم ترین آنها با 2.5 و 1.6 درصد مربوط به نمونه حاوی الیاف شیشه می باشد. علت افزایش خواص خمشی، غلبه مکانیزم تنش فشاری (که باعث بهبود چسبندگی بین اجزای کامپوزیت می شود) بر جدایش بین اجزای کامپوزیت است.
کامپوزیت لایه ای الیاف- فلز
سیکل سرمایش
الیاف بازالت
لایه چینی الیاف
خواص خمشی
2020
02
20
541
548
https://jstc.iust.ac.ir/article_36091_e00e705abc073e3e6b4814fbab12e0ae.pdf
علوم و فناوری کامپوزیت
2383-3823
2383-3823
1398
6
4
مروری بر رفتار ترمیمی و مکانیکی کامپوزیت های زمینه پلیمری خودترمیم شونده به روش های ترمیم غیرذاتی
رضا
اسلامی فارسانی
حسین
ابراهیم نژاد خالجیری
یکی از بزرگ ترین مشکلات قطعات کامپوزیتی در حین کار، ایجاد و رشد میکروترک در آن ها می باشد. رشد این میکروترک ها و به هم پیوستن آن ها می تواند باعث شکست فاجعه بار سازه کامپوزیتی شود. برای حل این مشکل، محققان به خصوص در طی سال های گذشته تلاش بسیاری کرده اند تا با ساخت مواد خودترمیم شونده، ترک های ایجاد شده را ترمیم کنند و مانع شکست کل قطعه شوند. ماده خودترمیم شونده، ماده ای است که باعث ترمیم میکروترک به صورت خودبه خودی و بدون هیچ گونه دخالت خارجی می شود. براساس روش های خودترمیمی، این مواد هوشمند به دو دسته ی بزرگ ذاتی و غیرذاتی تقسیم بندی می شوند. در سیستم ترمیم شوندگی ذاتی، ترمیم به صورت واکنش های فیزیکی، شیمیایی و ابرمولکولی انجام می شود. در مقابل در سیستم غیرذاتی، عامل ترمیمی در داخل محفظه ای نظیر الیاف توخالی، شبکه میکروآوندی و میکروکپسول ذخیره می شود. تحقیق حاضر سعی دارد تا پیشرفت های اخیر در زمینه انواع سیستم های ترمیم غیرذاتی را با تاکید بر بکارگیری آن ها در کامپوزیت های زمینه پلیمری به خصوص در طی سال های 2009 تاکنون مورد بررسی قرار دهد. در این راستا و در این کار مروری، ضرورت ترمیم کامپوزیت، مفهوم خودترمیم شوندگی، انواع روش های ترمیم غیرذاتی، ارزیابی عملکرد ترمیم در آزمون های مکانیکی مختلف، و همچنین گزارش های آماری و سیر تکاملی مرتبط با خودترمیم شوندگی ارائه شده اند.
مواد خودترمیم شونده
کامپوزیت زمینه پلیمری
بازیابی خواص مکانیکی
ترمیم غیرذاتی
2020
02
20
549
570
https://jstc.iust.ac.ir/article_37758_fb09febf2433dfc01e7dd90b0c7e4601.pdf
علوم و فناوری کامپوزیت
2383-3823
2383-3823
1398
6
4
بررسی تجربی رفتار دینامیکی ضربه باسرعت کم درکامپوزیتهای بافتی ماتریس اپوکسی تقویتشده با الیاف کربن
بابک
عبازاده
فرزین
عظیم پور شیشوان
در این مقاله عکسالعمل ضربه با سرعت کم کامپوزیتهای بافتی تقویتشده با الیاف کربن و ماتریس اپوکسی بهصورت تجربی بررسیشده است. صفحات کامپوزیت پس از ساخت تحت تست ضربه با سرعت کم در مقادیر انرژی 30،20، 50، 60 و 80 ژول قرار گرفته و انرژی آستانه نفوذ و سوراخ شدگی با استفاده از روش پروفایل انرژی مشخص و رفتار کامپوزیتهای ساختهشده در مواجهه با بارهای ضربهای، با ترسیم نمودارهای نیروی تماس-خیز، نیروی تماس-زمان، خیز-زمان وانرژی-زمان مطالعه گردیده است. نهایتا اثرات تغییر انرژی بر مقادیر بیشینه نیروی تماس، انرژی جذبشده و خیز نیز بررسیشده است. نتایج نشاندهنده روندهای مختلف افزایش نیروی تماس، انرژی جذبشده و خیز با افزایش انرژی ضربه میباشد، بطوریکه با افزایش انرژی ضربه تا حدود 60 ژول (آستانه سوراخ شدگی)، انرژی جذب شده روند صعودی داشته و سپس کاهش می یابد درحالیکه مقدار نیروی تماس پس از این مقدار ثابت بوده و مقدار خیز با افزایش انرژی ضربه روند صعودی خود را حفظ می کند.
ضربه با سرعت کم
کامپوزیت بافتی
الیاف کربن
ماتریس اپوکسی
2020
02
20
571
580
https://jstc.iust.ac.ir/article_38421_6fcade22c4b1af872548dcb3989bd648.pdf
علوم و فناوری کامپوزیت
2383-3823
2383-3823
1398
6
4
ارزیابی خواص الاستیک و پلاستیک کامپوزیت آلومینیوم/برنج/آلومینیوم تولید شده با اتصال نوردی به روش همبستگی تصاویر دیجیتال
داود
رحمت آبادی
علی
شاهمیرزالو
مسلم
طیبی
محمدرضا
فراهانی
رامین
هاشمی
در این مقاله، برای اولین بار مدول یانگ، ضریب ناهسانگردی و پارامترهای الاستیک و پلاستیک کامپوزیتهای سه لایه آلومینیوم-برنج-آلومینیوم تولیدشده با فرآیند اتصال نوردی با استفاده از روش همبستگی تصاویر دیجیتال ارزیابی شده است. همبستگی تصاویر دیجیتال یک روش نسبتا جدید است که برای اندازهگیری میدان کرنش و تعیین پارامترهای مختلف مختلف مانند ناهسانگردی و مدول یانگ برای مواد و آلیاژهای زیادی آزموده شده است. ساختار، خواص مکانیکی، پارامترهای الاستیک و پلاستیک، کامپوزیتهای سه لایه آلومینیوم/برنج/آلومینیوم تولید شده با روش اتصال سرد نوردی با استفاده از میکروسکوپ نوری، میکروسختی و آزمون کشش همراه با ستاپ دوبعدی روش همبستگی تصاویر دیجیتال تعیین شد. با استفاده از کرنش طولی و عرضی بدست آمده از روش همبستگی تصاویر دیجیتال و روابط پلاستیسیته، کرنش در راستای ضخامت، ضریب ناهمسانگردی و سایر پارامترهای الاستیک و پلاستیک محاسبه شد. نتایج نشان داد که به دلیل کارسختی ناشی از افزایش چگالی نابهجایی در حین نورد خواص مکانیکی نسبت به نمونههای اولیه بهبود یافت به طوری که استحکام تسلیم و استحکام کششی نهایی کامپوزیت، نسبت به آلومینیوم اولیه بیش از پنج برابر و میکروسختی هر دولایه آلومیینوم و برنج بیش از دو برابر افزایش یافت. مقدار مدول الاستیسیته محاسبه شده با استفاده از روش همبستگی تصاویر دیجیتال 77.8GPa بدست آمد که نسبت به مقادیر بدست آمده از روابط تئوری بر اساس حجم مواد تشکیلدهنده دارای اختلاف اندک است. همچنین مقدار ضریب ناهمسانگردی در حین آزمون کشش، پس از نوسان اولیه تا نقطه گلویی، افزایش و سپس روند کاهشی به خود گرفت و کمی قبل از شکست ثابت شد.
فرآیند اتصال نوردی
روش همبستگی تصاویر دیجیتال
پارامترهای الاستیک و پلاستیک
ضریب ناهمسانگردی
2020
02
20
581
590
https://jstc.iust.ac.ir/article_38422_9edca6661be5a73e3a1cecda7d558e72.pdf
علوم و فناوری کامپوزیت
2383-3823
2383-3823
1398
6
4
شبیهسازی عددی و تجربی دمانگاری برای شناسایی جدایش در آلومینیوم ترمیم شده با وصله کامپوزیتی
مرتضی
مرادی
میر سعید
صفی زاده
در سازههای مهم و حساسی مانند هواپیما، کشتی و خطوط انتقال گاز تعویض قطعات آسیب دیده امری پرهزینه و زمانبر است. در نتیجه، ترمیم سازه معیوب، یک روند قابل قبول میباشد. به منظور ترمیم سازههای آسیب دیده در صنایع مختلف و به ویژه صنعت هوافضا، از وصلههای کامپوزیتی استفاده میشود. ارزیابی سازه ترمیم شده برای اطمینان از بازسازی، موضوعی چالشبرانگیز است. تکنیک دمانگاری یکی از قدرتمندترین روشهای آزمون غیرمخرب است که برای ارزیابی سازههای ترمیم شده استفاده میشود. در مطالعه حاضر، عیوب نوع جدایش بین سازه مادر آلومینیومی و وصله کربن/اپوکسی 4 لایه با لایهچینی [04] به وسیله روش دمانگاری گامی ارزیابی شده است. عیوب نزدیک لبه وصله قرار گرفتهاند چرا که در عمل، شروع جدایش در یک سازه ترمیم شده از لبهها محتملتر است. علاوهبراین، به دلیل اثرات لبه، شناسایی عیوب لبه نسبت به عیوب میانی دشوارتر میباشد. نتایج آزمون دمانگاری گامی با استفاده از روش دمانگاری فاز پالسی پردازش شده است. همچنین شبیهسازی روند آزمون دمانگاری به وسیله مدلسازی اجزا محدود انجام شده است. در نهایت، نتایج تجربی و شبیهسازی اجزا محدود مقایسه شدهاند و دقت خوبی در دمانگاری گامی و الگوریتم دمانگاری فاز پالسی بدست آمده است.
وصلههای کامپوزیتی
دمانگاری
جدایش
مدلسازی اجزا محدود
دمانگاری فاز پالسی
2020
02
20
591
600
https://jstc.iust.ac.ir/article_38424_011dcf5136fd2d1dfed5dcc834d1e8e5.pdf
علوم و فناوری کامپوزیت
2383-3823
2383-3823
1398
6
4
تحلیل مد شکست کششی و سازوکار حاکم بر تخریب کامپوزیت پلیمری
محمد
امینی
شیرین
کلانتری
علیرضا
خاوندی
علیرغم تحقیقات پیشین درزمینه رفتار خوردگی کامپوزیت پلیمری تقویتشده با الیاف شیشه، هنوز بررسی ارتباط مابین میزان تخریب فصل مشترک رزین/الیاف و خواص مکانیکی آنها امری ضروری است. در این پژوهش، تحقیقاتی تجربی بهمنظور ارزیابی این موضوع انجام میشود. بدین منظور، نمونههای پلیاستر/شیشه در هیدروکلریک اسید 10 درصد وزنی با سه دمای مختلف 25 °C، 50 °C و 70 °C غوطهور میشوند و تغییرات در خواص مکانیکی نمونهها و تغییرات ظاهری محلول در بازههای زمانی یک تا چهار هفتهای موردبررسی قرار میگیرند. نتایج نشان داد که استحکام کششی نهایی و مدول یانگ نمونههای کامپوزیتی، زمانی که در محلول با دمای بالاتر و یا زمان غوطهوری بیشتر قرار میگیرد کاهش مییابد. بعلاوه، ایجاد ترک ناشی از خوردگی در فصل مشترک رزین/الیاف به کمک عکسهای میکروسکوپ الکترونی عبوری نشان داده شد و تخریب رزین پلیاستر با مشاهدهی افزایش ترکهای سطحی و تغییر در رنگ محلول مورد تأیید قرار گرفت. همچنین، بازرسی چشمی سطوح شکست نمونه بعد از آزمون کشش نشان داد که شکست رخ داده از نوع DGM میباشد. درنهایت آنالیز طیفسنجی جذب اتمی (AAS) بهمنظور اثبات وقوع سازوکار تبادل یونی انجام پذیرفت. نتایج حاصل از این پژوهش حاکی از رخداد سازوکارهای خوردگی در ناحیه فصل مشترک نمونههای کامپوزیتی است.
کامپوزیت پلیمری
سازوکار خوردگی
فصل مشترک
خواص مکانیکی
2020
02
20
601
608
https://jstc.iust.ac.ir/article_38427_091c8fc4cde83e6c7b34d68a356ff726.pdf
علوم و فناوری کامپوزیت
2383-3823
2383-3823
1398
6
4
بررسی آسیب پیشرونده در کامپوزیت تقویت شده با الیاف بافته شده تاری و پودی تحت بارگذاری کششی
مهران
شه روز
عباسعلی
سبکتکین
در این پژوهش به توسعه یک مدل سلول واحد جهت تعیین خواص مکانیکی و بررسی آسیب پیشرونده درکامپوزیتهای تاری و پودی به روش اجزاء محدود پرداخته شده است. همچنین بمنظور تعریف هندسه مدل از اندازهگیریهای واقعی و دقیق الیاف پارچه و سطح مقطع آن به کمک عکسبرداری میکروسکوپی استفاده گردیده است. در مرحله اول سلول واحد با نرم افزار کتیا در مقیاس مزو ایجاد شده و به نرم افزار آباکوس فراخوانی می-گردد. در این مدل خواص مکانیکی الیاف از نوع رفتار همسانگرد عرضی و برای رزین رفتار همسانگرد در نظر گرفته شده و جهت محاسبه ضرایب مکانیکی کلی کامپوزیت، از روش همگنسازی بر اساس کرنش یکنواخت استفاده شده است. در ادامه برای اعمال رفتار آسیب و پیش بینی استحکام کششی کامپوزیت تاری و پودی، از یک زیربرنامه (USDFLD) برای کدنویسی استفاده گردید. در این مدل برای پیشبینی شروع آسیب معیار تخریب هاشین سه بعدی و برای پیشروی آسیب، تئوری کاهش آنی خواص ماده به کاربرده شد. تطابق مناسب نتایج تئوری مورد استفاده در این تحقیق با داده های آزمایشگاهی، توانمندی مدل و سابروتین ارائه شده در این تحقیق را نشان میدهد.
"کامپوزیت تاری و پودی
تحلیل اجزاء محدود
آسیب پیشرونده
آزمون کشش"
2020
02
20
609
614
https://jstc.iust.ac.ir/article_38429_d7fb61fcd194d1d770750aa5c8695f85.pdf
علوم و فناوری کامپوزیت
2383-3823
2383-3823
1398
6
4
تحلیل تجربی و عددی ضربه سرعت پایین بر روی پانل ساندویچی با هسته مشبک کامپوزیتی
علی
داور
رضا
آذرافزا
جواد
فرجی شعاع
پانل ساندویچی با هسته مشبک کامپوزیتی، پانلی متشکل از یک هسته با ساختار مشبک کامپوزیتی از نوع کاگوم، به همراه دو صفحه فوقانی و تحتانی در دو طرف این هسته میباشد. این سازهها میتوانند جایگزین سازههای تقویت شده با استرینگر، پانلهای ساندویچی با هسته لانهزنبوری و سازههای مشبک آلومینیومی گردند.در این پژوهش، با انجام تستهای تجربی و با کمک نرمافزار آباکوس، به بررسی تجربی و عددی ضربه سرعت پایین در پانل ساندویچی با هسته مشبک پرداخته شده است. برای انجام تست ضربه سرعت پایین، دو پانل ساندویچی با هسته مشبک ساخته شده و تحت بارگذاری سقوط آزاد ضربهزننده با نوک نیم کروی قرار گرفتهاند. برای شبیهسازی عددی، از انواع المانهای سه بعدی و حل آسیب پیشرونده به کمک زیر-برنامهنویسی با زبان فرترن در نرمافزار، کمک گرفته شده است. مقایسه بین نتایج عددی و تجربی نشان میدهد که روش المان محدود، روشی کارآمد جهت کاهش زمان و هزینه برای پیش-گویی رفتار این نوع سازهها در مقابل بارهای ضربهای است. در بارگذاری ضربه، آنچه که موجب جذب انرژی در سازه میشود، آسیب دیدن بخشی از سازه است که در مقابل ضربهزننده قرار دارد. بسته به میزان انرژی وارده، این آسیب دیدگی میتواند شامل صفحه فوقانی یک پانل ساندویچی و یا ریبهای درون هسته آن باشد و صلبیّت بیشتر محل برخورد ضربهزننده، موجب کاهش سطح آسیب قابل مشاهده در سازه شده است. همچنین در اثر ضربه روی نقاطی مانند محل تقاطع ریبها که نسبت به فضای بین ریبها، از سفتی بیشتری برخورداراند، مدت زمان برخورد کاهش و حداکثر نیروی تماس افزایش مییابد.
پانل ساندویچی
هسته مشبک
ضربه سرعت پایین
آسیب پیشرونده
زیر برنامه نویسی VUMAT
2020
02
20
615
626
https://jstc.iust.ac.ir/article_38430_20a873fd229a5573f6e914a8657ad6ed.pdf
علوم و فناوری کامپوزیت
2383-3823
2383-3823
1398
6
4
تحلیل قابلیت اطمینان بر اساس روش بسط چند جملهای آشوب در سازههای کامپوزیتی
محمد
نوریان
محمد
راوندی
در دهه های اخیر، نظر به اهمیت کاهش هزینه ها، افزایش بهره وری و بقا در رقابت فزاینده صنایع مختلف، و همچنین به دلیل وجود منابع عدم قطعیت متعدد، توجه به تحلیل قابلیت اطمینان در رشته های مختلف رشد چشمگیری داشته است. با توجه به مزیت های فراوان استفاده از سازه های کامپوزتی در صنایع مختلف و رشد روزافزون بکارگیری آن، توجه به مسئله قابلیت اطمینان در سازه های کامپوزیتی از اهمیت بسزایی برخوردار می باشد. برای تحلیل قابلیت اطمینان سازه ها، روش های مختلفی از جمله روش شبیه سازی مستقیم مونت کارلو ارائه شده است که به دلیل هزینه محاسباتی بسیار بالا، استفاده از آن فقط برای مسائل ساده امکان پذیر می باشد. در مقاله حاضر، برای تحلیل قابلیت اطمینان یک سازه ی کامپوزیتی با وجود منابع عدم قطعیت گسترده در پارامترهای ورودی مانند خواص مکانیکی، خواص هندسی، استحکام و بارگذاری، روش توسعه یافته ای مبنی بر روش بسط چند جمله ای های آشوب ارائه شده است که نسبت به روش های قدیمی از جمله مونت کارلو، از هزینه محاسباتی بسیار پایینی برخوردار بوده و دارای دقت بالایی می باشد. در نهایت با انجام یک مثال عددی در دو مرحله با افزایش پارامترهای ورودی غیر قطعی کارایی این روش در تحلیل مسائل با منابع عدم قطعیت گسترده از لحاظ تعداد پارامترها نشان داده شده و با بررسی نتایج حاصله با روش مونت کارلو، مزیت این روش از نظر دقت و سرعت محاسباتی مورد ارزیابی قرار گرفته است.
سازه های کامپوزیتی- تحلیل قابلیت اطمینان
بسط چند جمله ای آشوب
ترتیب پراکندگی شبکهای
تحلیل عدم قطعیت
2020
02
20
627
636
https://jstc.iust.ac.ir/article_38431_285a3877d1c17f056c3f60b4e4be7dfb.pdf
علوم و فناوری کامپوزیت
2383-3823
2383-3823
1398
6
4
تحلیل ارتعاش آزاد غیرخطی ورق مستطیلی از جنس مواد مدرج تابعی با استفاده از روش لیندشتد پوانکاره بهبودیافته
سهیل
هاشمی
علی اصغر
جعفری
در تحقیق حاضر، تحلیل ارتعاش آزاد غیرخطی ورق مستطیلی از جنس مواد مدرج تابعی با استفاده از نظریه تغییر شکل برشی مرتبه اول برای اولین بار مورد بررسی واقع شدهاست. برای این منظور ابتدا با استفاده از اصل هامیلتون، معادلات دیفرانسیل جزئی حرکت براساس تئوری تغییر شکل برشی مرتبه اول و با درنظرگرفتن روابط کرنش جابجایی غیرخطی ونکارمن استخراج شدهاند. پس از آن با اعمال روش گالرکین، معادلات دیفرانسیل جزئی غیرخطی حرکت به معادلات دیفرانسیل معمولی غیرخطی تبدیل میشوند. سپس با استفاده از روش لیندشتد پوانکاره بهبودیافته، معادله غیرخطی حرکت عرضی ورق مدرج تابعی بصورت تحلیلی حل گشته و فرکانس های غیرخطی استخراج میشوند. خواص مواد مدرج تابعی ورق به صورت تابع توانی و پیوسته در راستای ضخامت فرض گردیده است. در نهایت، اثرات برخی پارامتر های کلیدی سیستم همچون دامنه ارتعاش بدونبعد، توان کسرحجمی ماده تابعی و همچنین نسبت ابعاد ورق روی نسبت فرکانس طبیعی غیرخطی به فرکانس طبیعی خطی مورد بحث قرار گرفتهاست. برای تایید و صحت فرمولاسیون مساله، نتایج این مطالعه با نتایج مقالات منتشر شده قبلی و همچنین راه حل عددی مقایسه گشته و تطابق خوبی دیده شده است.
ارتعاشات غیرخطی
ورق مستطیلی
مواد مدرج تابعی
تئوری تغییرشکل برشی مرتبه اول
روش لیندشتد پوانکاره بهبودیافته
2020
02
20
637
648
https://jstc.iust.ac.ir/article_38433_1762613b6e1196114111a744cd687f90.pdf
علوم و فناوری کامپوزیت
2383-3823
2383-3823
1398
6
4
بررسی تاثیر افزودن ذرات زیرکونیا بر مقاومت به سایش و سختی پلی تترا فلورو اتیلن
محمد
ملازاده
رضا
ارغوانیان
پلی تترا فلورو اتیلن (تفلون) به دلیل خواص منحصر به فرد کاربرد بسیار زیادی بعنوان زمینه در کامپوزیتهای زمینه پلیمری دارد. در این تحقیق به تاثیر افزودن ذرات زیرکونیا بر نرخ سایش و ضریب اصطکاک تفلون خالص پرداخته شده است. برای این منظور نمونههای کامپوزیتی با افزودن 5 الی 30 wt.% زیرکونیا به زمینه تفلون دارای 10 wt.% گرافیت ساخته شد. ساخت نمونه ها به روش پرس سرد و پخت با استفاده از استاندارد 4745 وASTM D4894 صورت پذیرفت. برای بررسی مقاومت به سایش نمونهها آزمایش پین روی دیسک چرخان مطابق استاندارد ASTM G99 انجام شد. در نهایت سختی نمونه ها با استفاده از استاندارد ASTM D2240 (Shore D) بدست آمد. برای بررسی توزیع ذرات فاز ثانوی و همچنین بررسی محل سائیده شده پس از تست سایش از میکروسکوپ الکترونی روبشی استفاده شد. کمترین نرخ سایش و ضریب اصطکاک به همراه بیشترین سختی در نمونه دارای 20wt.% زیرکونیا حاصل گردید. این نمونه تقریبا 3 برابر نرخ سایش کمتر و 12% سختی بیشتر نسبت به تفلون خالص نشان داد. این بهبود خواص در نتیجه ارتقاء توان حمل بار در نمونههای کامپوزیتی به دلیل وجود ذرات زیرکونیا در زمینه پلیمری حاصل شده است.
کامپوزیتهای زمینه پلیمری
پلیتترا فلورواتیلن
زیرکونیا
مقاومت به سایش
2020
02
20
649
656
https://jstc.iust.ac.ir/article_38432_c38f65ff392458b89bbecd3bf8c75065.pdf