دانشگاه علم و صنعت ایرانعلوم و فناوری کامپوزیت2383-38234220170916Increasing robustness of solution versus noise for identifying delamination damage in composite plates using a hybrid methodافزایش پایداری به نویز در شناسایی پارامترهای عیب تورق در صفحات کامپوزیتی با استفاده از روش هیبریدی12513423450FAمحمد رضا آشوریسمنان، ددانشکده مهندسی مکانیک، انشگاه سمنان، تهران، ایراناحمد قاسمی قلعه بهمنسمنان، دانشگاه سمنان، دانشکده مهندسی مکانیک، تهران، ایرانمحمد جواد کوکبیسمنان، دانشگاه سمنان، دانشکده مهندسی مکانیک، تهران، ایرانJournal Article20160530Vibrational methods is one of the common nondestructive damage detection methods for detecting the damage parameters. The most important problem of these methods is their low sensitivity to detect the damage in the presence of noise. In this article, a hybrid damage detection method has been studied to increase the robustness of vibrational method to noise. First, the primary damage location has been detected by the wavelet transform. Next, all the damage parameters including location, depth and intensity of damage have been identified by the model updating process based on the Genetic Algorithm. The signal based on the strain energy ratio in intact and damaged states has been examined to primarily and approximately detect the location of damage thought applying wavelet transform. Also the selected error function in the updating process is based on the strain energy difference between these two states. Using the proposed method leads to raise level of robustness in the presence of noise, also the solution performs faster than the prior methods with the less computational cost. In this work, the solution robustness against noise in traditional model updating method and the proposed hybrid method based on the wavelet transform and updating process has been compared together. The case study has been the laminated composite plate with the delamination damageروشهای ارتعاشی از جمله روشهای مرسوم عیبیابی غیرمخرب برای شناسایی پارامترهای عیب است. یکی از مهمترین مشکلات استفاده از روشهای عیبیابی ارتعاشی، حساسیت پایین آنها در حضور نویز میباشد. در کار حاضر روش عیبیابی هیبریدی برای افزایش پایداری نسبت به نویز ارائه شده است. بدین صورت که ابتدا ناحیه اولیه عیب توسط تبدیل ویولت شناسایی شده و سپس با استفاده از روش بروزرسانی مدل المان محدود مبتنی بر الگوریتم ژنتیک، پارامترهای کمی عیب شناسایی میشوند. از سیگنال نسبت انرزی کرنشی در دو حالت سالم و معیوب برای شناسایی اولیه و تقریبی محل عیب توسط تبدیل ویولت و از سیگنال اختلاف انرژی کرنشی بهعنوان تابع خطا در فرآیند بروزرسانی استفاده شده است. با استفاده از این روش علاوه بر افزایش میزان پایداری نسبت به نویز، حجم محاسبات بهمیزان چشمگیری کاهش مییابد. در این فعالیت به مقایسه پایداری نسبت به نویز در دو روش بروزرسانی کلاسیک و روش هیبریدی مبتنی بر ویولت و بروزرسانی پرداخته شده است. نمونه مورد بررسی مدل المان محدود صفحه کامپوزیتی چند لایه با عیب تورق میباشد.https://jstc.iust.ac.ir/article_23450_51cfec401d11189e5f7758d186e7a23b.pdfدانشگاه علم و صنعت ایرانعلوم و فناوری کامپوزیت2383-38234220170916Effect of milling time on microstructural characteristics of Mg-20 %vol SiC composite produced by mechanical millingاثر زمان آسیاکاری بر مشخصه های ریزساختاری کامپوزیت منیزیم-20 درصد حجمی کاربید سیلیسیم تولیدی به روش آسیاکاری گلوله ای13514023570FAسعید بمانی فردانشجوی کارشناسی ارشد، مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی نوشیروانی بابل، بابلمحمد رجبیدانشیار، مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی نوشیروانی بابل، بابلسید جمال حسینی پوردانشیار، مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی نوشیروانی بابل، بابلJournal Article20160606In the present study, Mg–20 vol% SiC nanocomposite powders were produced by mechanical milling. The effect of milling time on the microstructural characteristics of nanocomposite powders during mechanical milling was investigated. The structural evolution during milling was monitored using scanning electron microscopy (SEM), energy dispersive spectrometry (EDS), X-ray mapping and X-ray diffraction methods. Crystallite size and lattice strain of nanocomposite powders were estimated from the broadening of XRD peaks by Williamson-Hall equation. The results indicated that no intermetallic phases have been synthesized during ball milling; also X-ray map’s results exhibited a uniform distribution of reinforcement particles in magnesium matrix without any agglomeration. With all this taken into account, it can be demonstrated that mechanical milling can be used for producing Mg nanocomposite with 20 percent SiC particles. In spite of all that, the observation of Fe impurity in EDS results can be a weak point of mechanical alloying rout for fabricating Mg- 20% SiC nanocompositeدر این پژوهش، نانوکامپوزیت منیزیم- 20 درصد حجمی کاربید سیلیسیم بهروش آسیاکاری مکانیکی تهیه شد. اثر زمان آسیاب بر مشخصههای ریزساختاری نانوکامپوزیتهای حاصل شامل اندازه دانه، میزان کرنش شبکه، توزیع ذرات تقویتکننده و فازهای موجود توسط میکروسکوپ الکترونی روبشی مجهز به طیف سنج اشعه ایکس و الگوی تفرق اشعه ایکس بررسی شد. اندازه دانه و میزان کرنش شبکه منیزیم بهروش ویلیامسون – هال و با استفاده از میزان پهن شدگی پیکهای منیزیم در الگوی تفرق اشعه ایکس محاسبه شد. نتایج بهدست آمده نشان داد که آسیاکاری مکانیکی ترکیب پودری تا 25 ساعت آسیاب، منجر به تشکیل هیچ گونه ترکیب بین فلزی نشده است. همچنین نتایج آنالیز عنصری، توزیع نسبتا یکنواخت ذرات فاز تقویتکننده در زمینه منیزیم را بدون آگلومراسیون نشان داد که میتوان نتیجه گرفت که روش آسیاکاری مکانیکی میتواند برای ساخت نانوکامپوزیت با 20 درصد حجمی ذرات کابید سیلیسیم استفاده شود. با این وجود، مشاهده ناخالصی آهن در نتایج آنالیز عنصری را میتوان از نقاط ضعف این فرایند در ساخت کامپوزیت ذکر کرد.https://jstc.iust.ac.ir/article_23570_f0bad3e9d945c74d526ebe990e2f26e9.pdfدانشگاه علم و صنعت ایرانعلوم و فناوری کامپوزیت2383-38234220170916Effect of damping on nonlinear forced vibration response of graphene-based nanocompositesتاثیر میرایی بر پاسخ غیرخطی ارتعاشات اجباری نانوکامپوزیت های زمینه گرافنی14115023571FAرضا معدولیتدانشیار، مهندسی مکانیک، دانشگاه علم و صنعت ایران، تهران، ایراناحمد قاسمی قلعه بهمناستادیار، مهندسی مکانیک، دانشگاه سمنان، سمنان، ایرانقاسم محمد حنیفهدانشجوی کارشناسی ارشد، مهندسی مکانیک، دانشگاه آزاد اسلامی واحد کرج، کرجJournal Article20160613In this study, the nonlinear responses of graphene-based nanocomposite to harmonic resonances have been discussed. This paper presents results of a study aimed at representing dynamic interactions in nanocomposite with simultaneous consideration of geometrical nonlinearity and energy damping effect by viscoelastic medium and internal damping. Based on nonlocal elasticity theory and invoking the nonlinear von Karman strain- displacement relations, the nonlinear governing equation is extracted using the Hamilton principle. To reduce the equation of motion to a nonlinear ordinary differential equation, the Galerkin’s procedure is implemented; then using the multiple scale method, the obtained equation is solved analytically to assess the closed form nonlinear amplitude-frequency relations relevant to graphene with simply supported boundary conditions under harmonic excitation. The detailed parametric study is conducted, focusing on the series effects of nonlocal parameter, aspect ratio and both damping coefficients (internal and external), and frequency of excitation load. The outcomes show a hardening nonlinearity effect for the primary resonance as well as illustrate some phenomena different from the linear vibrationدر این مطالعه، پاسخ غیرخطی نانوکامپوزیتهای گرافنی نسبت به تشدید هارمونیک بررسی شده است. از اهداف این مقاله ارایه روابط دینامیکی مواد نانوکامپوزیتی است که در آن اثرات همزمان غیرخطیهای هندسی و میرایی انرژی ناشی از محیط ویسکوالاستیک خارجی و میرایی داخلی در نظر گرفته شده است. بر اساس نظریه الاستیک غیرموضعی، روابط غیرخطی کرنش- جابهجایی وون- کارمن، معادله اساسی حرکت غیرخطی با روش همیلتون بهدست آمده است و سپس با استفاده از روش گالرکین، به یک معادله دیفرانسیل معمولی غیرخطی سادهسازی میشود. این معادله برای یافتن رابطه فرم بسته بین فرکانس- دامنه ارتعاش ورق گرافنی چهارسر تکیهگاه ساده بهصورت تحلیلی بهوسیله روش مقیاسهای چندگانه حل میشود. مطالعه پارامتری هم بهصورت ویژه بر مجموعهای از عوامل همچون پارامتر غیرموضعی، نسبت ابعادی و هر دو ضریب میرایی (داخلی و خارجی) و نیز فرکانس نیروی تحریک خارجی انجام شده است. نتایج بهدست آمده اثرات سختی افزایی غیرخطی را در حالت تشدید اولیه و همچنین پدیدههای قابل توجه دیگری را برخلاف تحلیل خطی نشان میدهد.https://jstc.iust.ac.ir/article_23571_3550e1cb857c34f4a78d45b54ae711eb.pdfدانشگاه علم و صنعت ایرانعلوم و فناوری کامپوزیت2383-38234220170916Electro-Mechanical free vibrations analysis of composite rectangular piezoelectric nanoplate using modified shear deformation theoriesتحلیل ارتعاش آزاد الکترومکانیکی نانو ورق مستطیلی مرکب پیزوالکتریک با استفاده از تئوری های تغییر شکل برشی اصلاح شده15116023776FAکوروش خورشیدیاستادیار، مهندسی مکانیک، دانشگاه اراک، اراک، ایران0000-0002-7321-972Xعلی سیاه پوشکارشناس ارشد، مهندسی مکانیک، دانشگاه اراک، اراک، ایرانابوالفضل فلاحکارشناس ارشد، مهندسی مکانیک، دانشگاه اراک، اراک، ایرانJournal Article20160811The aim of this paper is to study the free vibration of composite rectangular piezoelectric nanoplate subjected to an electro-mechanical loading includes a biaxial force and an external voltage based on exponential shear deformation theory and trigonometric shear deformation theory in conjunction with the nonlocal elasticity theory under the simply supported boundary condition. The nonlocal theory states that stress at a point is a function of strains at all points in the continuum. The nonlocal elasticity theory becomes significant for small length scale in micro and nanostructures. In exponential shear deformation theory andtrigonometric shear deformation theory, exponential and trigonometric functions are used in terms of thickness coordinate to include the effect of transverse shear deformation and rotary inertia. Nonlocal elasticity theory is employed to investigate effect of small scale on natural frequency of composite rectangular piezoelectric nanoplate. It is assumed that the composite rectangular piezoelectric nanoplate made of PZT 4 composite piezoelectric material includes crystal compounds of Pb, Zr and Ti to achieve metal-ceramic and piezoelectric properties. The governingdifferential equations of the vibration of the composite rectangular piezoelectric nanoplate are derived by using the Hamilton’s principle, which are then solved by using the Navier method to obtain the natural frequencies of the composite rectangular piezoelectric nanoplate. The detailed parametric study is conducted to discuss the influences of the nonlocal parameter, biaxial force external electric voltage and geometrical ratios on the first six nondimensional frequencies of the composite rectangular piezoelectric nanoplateهدف این مقاله مطالعه ارتعاش آزاد نانو ورق مستطیلی مرکب پیزوالکتریک تحت بار الکترومکانیکی شامل نیروی محوری و ولتاژ خارجی بر اساس تئوریهای تغییر شکل برشی اصلاح شده نمایی و مثلثاتی به همراه تئوری الاستیسیته غیرمحلی و شرایط مرزی چهار طرف تکیهگاه ساده است. در تئوری غیرمحلی تنش در هر نقطه تابعی از کرنش در تمامی نقاط محیط میباشد. این تئوری اهمیت بسزایی در ساختارهای با ابعاد میکرو و نانو دارد. درتئوری تغییرشکل برشی اصلاح شده نمایی و تئوری تغییر شکل برشی اصلاح شده مثلثاتی، توابع نمایی و مثلثاتی در راستای ضخامت، جهت در نظر گرفتن تاثیرات تغییر شکل برشی عرضی و اینرسی دورانی بکار رفته است. از تئوری الاستیسیته غیرمحلی جهت در نظر گرفتن پارامتر مقیاس طول کوچک نانو ورق مستطیلی مرکب پیزوالکتریک استفاده شده است. نانو ورق مرکب پیزوالکتریک مورد مطالعه در این تحلیل ورق مستطیلی ساخته شده از ماده مرکب پیزوالکتریک PZT 4 متشکل از ترکیبات بلوری سرب، زیرکونیم و تیتانیم جهت دستیابی به خواص فلز- سرامیک و همچنین خاصیت پیزوالکتریک میباشد. با بکارگیری اصل همیلتون معادلات دیفرانسیل حاکم بر ارتعاش نانو ورق مستطیلی مرکب پیزوالکتریک بهدست آمده و برای بهدست آوردن پاسخ فرکانسی از حل دقیق ناویر استفاده شده است. در نهایت تأثیر پارامتر مقیاس نانو، نیروهای محوری، ولتاژ خارجی و نسبتهای هندسی روی فرکانسهای طبیعی بیبعد شش مد ارتعاشی اول نانو ورق مستطیلی مرکب پیزوالکتریک مورد بحث و بررسی قرار گرفته است.https://jstc.iust.ac.ir/article_23776_a640f21c4848cb01945fe1a71a6cd2e0.pdfدانشگاه علم و صنعت ایرانعلوم و فناوری کامپوزیت2383-38234220170916Determination of Optimal Parameters for Orthotropic Plates with Pentagonal Cutout by Imperialist Competitive Algorithmبررسی پارامترهای بهینه موثر بر صفحه ارتوتروپیک حاوی گشودگی پنج ضلعی با استفاده از الگوریتم بهینه سازی رقابت استعماری16117023924FAمحمد حسین بیاتی چالشتریدانشجوی کارشناسی ارشد، مهندسی هوافضا، دانشگاه صنعتی شاهرود، شاهرودکرامت ملک زادهاستاد، مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی مالک اشتر، تهران، ایرانمحمد جعفری- استادیار، مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی شاهرود، شاهرود، ایرانعلیرضا پورمویددانشجو دکترا و مربی دانشگاه پدافند هوایی خاتم الانبیاء (ص)، مهندسی هوافضا، دانشگاه صنعتی مالک اشتر، تهران، ایرانJournal Article20160526One of the designers concerns is structural failure as a result of stress concentration in the geometrical discontinuities. Understanding the effective parameters on stress concentration and proper selection of these parameters enables the designer to achieve a reliable design. In the analysis of perforated orthotropic plate, the effective parameters on stress distribution around cutouts include fiber angle, load angle, curvature radius of the corner of the cutout, rotation angle of the cutout and at last material of the plate. This paper tries to examine effective parameters on stress analysis of infinite orthotropic plate with central pentagonal cutout with imperialist competitive algorithm (ICA) introduced the optimum parameters to achieve the least amount of stress around the cutout. Like other evolutionary algorithms, ICA is becoming an important tool for optimization and other complex problem solving. The results reported in this review provide evidence of performance achievement of the ICA in terms of both computing time and quality of solution. In this paper, an analytical method has been used to Lekhnitskii theory for circular and elliptical cutouts. Finite element numerical solution is employed to examine the results of present analytical solution. Overlap of the results of the two methods confirms the validity of the presented solution. Results show that by selecting the aforementioned parameters properly, less amounts of stress could be achieved around the cutout leading to an increase in load-bearing capacity of the structure.در این مقاله، مقادیر بهینهی پارامترهای مؤثر بر توزیع تنش اطراف گشودگی پنج ضلعی واقع در صفحه ارتوتروپیک تحلیل و بررسی میشوند. برای تعیین پارامترهای بهینه بهمنظور دستیابی به کمترین مقدار تنش در اطراف گشودگی از الگوریتم بهینهسازی رقابت استعماری استفاده شده است. الگوریتم رقابت استعماری روشی در حوزه محاسبات تکاملی است که به یافتن پاسخ بهینه مسائل میپردازد. این الگوریتم با تقلید از روند تکامل اجتماعی، اقتصادی و سیاسی کشورها و با مدلسازی ریاضی بخشهایی از این فرآیند، عملگرهایی را در قالب منظم بهصورت الگوریتم ارائه میدهد که میتوانند به حل مسائل پیچیده بهینهسازی کمک کنند. پایههای اصلی این الگوریتم را سیاست همسانسازی، رقابت استعماری و انقلاب تشکیل میدهند. در واقع این الگوریتم جوابهای مسئلهی بهینهسازی را در قالب کشورها نگریسته و سعی میکند در طی فرآیندی تکرار شونده این جوابها را رفته رفته بهبود داده و در نهایت به جواب بهینه مسئله برساند. روش استفاده شده در این مقاله، بسط روش تحلیلی است که برای گشودگی دایروی و بیضوی توسط لخنیتسکی انجام شده است. متغیّرهای طراحی در این پژوهش شامل زاویه الیاف، زاویهی بار، شعاع انحنای گوشه گشودگی، زاویه چرخش گشودگی و در نهایت جنس صفحه میباشد. نتایج حاصل شده از الگوریتم بهینهسازی رقابت استعماری بیانگر مناسب بودن این روش در بهینهسازی صفحات ارتوتروپیک میباشد. برای اثبات درستی نتایج، از حل عددی اجزای محدود استفاده شده است. نتایج نشان میدهند با انتخاب مناسب پارامترهای بهینه میتوان مقدار تنش اطراف گشودگی را بهمیزان قابل توجهی کاهش داد.https://jstc.iust.ac.ir/article_23924_1ebba957d4d815c37eacc02657e54ae3.pdfدانشگاه علم و صنعت ایرانعلوم و فناوری کامپوزیت2383-38234220170916Study of strengthening mechanisms in an Al-Cu-Ti metallic glass reinforced Al matrix composite consolidated by ECAP processبررسی مکانیزمهای استحکامدهی در کامپوزیت زمینه آلومینیمی تقویت شده با ذرات آمورف Al-Cu-Ti و متراکمسازی شده به روش پرس در قالب زاویهدار17117825119FAمحمد رضا رضاییدانشجوی دکترا، مهندسی مواد، دانشگاه علم و صنعت ایران، تهران، ایرانسید حسین رضویدانشیار، مهندسی مواد، دانشگاه علم و صنعت ایران، تهران، ایرانسعید شبستریاستاد، دانشکده مهندسی مواد، دانشگاه علم و صنعت ایران، تهران، ایرانJournal Article20160525In this study, equal channel angular pressing (ECAP) process was used to consolidate an Al-Cu-Ti metallic glass reinforced aluminum matrix composite. The role of strengthening mechanisms in the strength of developed composite was investigated. The composite with 13 wt% of amorphous reinforcements was produced and the mechanical properties were compared with pure Al specimen which consolidated in the same conditions. Precise study of microstructural features as well as phase transformations is necessary for evaluating the role of strengthening mechanisms on mechanical properties of consolidated specimens. Hence, microstructural evolutions were examined using field emission scanning electron microscopy (FE-SEM) and X-ray diffraction (XRD) method. Also, dislocations density was calculated through equations based on the characteristics of crystalline peaks in XRD patterns. Clemex software was also used to quantify the constituents of microstructures. The densities of the consolidated samples were measured by Archimedes method. Uniaxial compression test was utilized to determine the mechanical properties. Microstructural studies and assessment of microstructural features such as grain size and stored dislocations density revealed that strain hardening mechanism play the major role in the strengthening of consolidated specimens. On the other hand, presence of microstructural defects led to some discrepancies between measured and anticipated strength.در این پژوهش از فرآیند پرس در قالب زاویهدار (ECAP) برای ساخت کامپوزیت حجیم زمینه آلومینیمی با تقویتکنندهی ذرات آمورف Al<sub>65</sub>Cu<sub>20</sub>Ti<sub>15</sub> استفاده شد. هدف از این پژوهش، بررسی نقش مکانیزمهای استحکامدهی مختلف در تعیین استحکام نمونههای متراکمسازی شده است. بههمین منظور، کامپوزیت حاوی 13 درصد وزنی از ذرات تقویتکننده آمورف تولید و رفتار مکانیکی آن با آلومینیم خالص متراکمسازی شده در شرایط یکسان مقایسه شد. ارزیابی نقش مکانیزمهای استحکامدهی در خواص مکانیکی نمونهها مستلزم مشاهده و تحلیل دقیق مشخصههای ریزساختاری و تحولات فازی رخ داده است. بنابراین، تحولات ریزساختاری توسط میکروسکوپ الکترونی روبشی نشر میدانی (FE-SEM) و آنالیز پراش پرتو ایکس (XRD) بررسی شد. همچنین، چگالی نابجاییهای ذخیره شده در نمونههای مختلف با استفاده از الگوهای پراش پرتو ایکس و بهرهگیری از روابط موجود محاسبه شد. از نرمافزار Clemex و روشهای آماری برای کمی سازی مشخصات ریزساختاری بهره گرفته شد. چگالی نمونههای متراکمسازی شده توسط روش ارشمیدس اندازهگیری شد. ارزیابی خواص مکانیکی نمونههای متراکمسازی شده توسط آزمون فشار تکمحوری انجام گرفت. با بررسیهای ریزساختاری و تعیین مشخصههای ریزساختار اعم از اندازه دانه و چگالی نابهجاییهای ذخیره شده، میتوان کرنش سختی را بهعنوان مکانیزم استحکامدهی اصلی در افزایش استحکام نمونههای متراکمسازی شده معرفی نمود. از طرفی، حضور عیوب ریزساختاری، سبب انحراف مقدار استحکام اندازهگیری شده توسط آزمون فشار تک محوری و مقدار پیش بینی شده توسط مکانیزمهای استحکامدهی شد.https://jstc.iust.ac.ir/article_25119_e8aa3213d61e03bfc164641f63de8efc.pdfدانشگاه علم و صنعت ایرانعلوم و فناوری کامپوزیت2383-38234220170916Investigation of attached mass effect on flutter speed of cantilever composite plate in supersonic flowبررسی تاثیرنصب جرم گسترده بر سرعت فلاتر ورق یک سر گیردار کامپوزیتی در جریان مافوق صوت17918826474FAنادر وحدت آزاداستادیار، مهندسی مکانیک، دانشگاه هوایی شهید ستاری، تهران، ایراناباذر وحدت آزاداستادیار، مهندسی مکانیک، دانشگاه آزاد واحد تهران جنوب، تهران، ایرانJournal Article20160813In this study the vibration behavior of a laminated composite cantilever plate with an attached strip mass was studied. In order to extract flutter speed, the Rayleigh-Ritz method was used by choosing selected shape functions. In this method, strain energy of the plate is calculated and the effect of attached mass is considered as kinetic energy for the system. After reaching an eigenvalue problem then natural frequencies, the force vibration of the plate is analyzed by piston method and flutter speed for each case study is obtained. The effect of the attached mass length is shown. Moreover results have shown that flutter speed was reduced continuously by increasing the mass density. Also by considering a specific laminate with different orientation of layers flutter speed is obtained. At the end attached mass offset from clamped edge is analyzed. In this paper effect of attachment mass, mass length and mass position on plate flutter frequency is analyzed. The results obtained through this study reveal that strip mass density, attached mass length, orientation of composite layers and attached mass position can change the system critical dynamic pressure significantly.در این پژوهش رفتار ارتعاشی و فلاتر یک ورق کامپوزیتی چند لایه یک سر گیردار در حضور جرم گسترده بررسی شده است. بهمنظور استخراج فرکانس های طبیعی با انتخاب مودهای فرضی از روش ریلی ریتز استفاده شده است. در این روش انرژی کرنشی ورق محاسبه شده و اثر جرم گسترده اضافه شده به صورت انرژی جنبشی برای سیستم لحاظ شده است. پس از حل مسئله مقدار ویژه فرکانسهای طبیعی و حل ارتعاشات اجباری با در نظر گرفتن اثر سیال بر روی صفحه با استفاده از تئوری پیستون، سرعت فلاتر برای ورق با و بدون جرم گسترده بدست آمده است. اثر گستردگی طول یک جرم مشخص بر رفتار ارتعاشی ورق بررسی شده است. علاوه بر این، افزایش چگالی جرم اضافه شده در یک موقعیت مشخص بر سرعت فلاتر نشان داده شده است. تاثیر فاصله قرارگیری جرم گسترده از انتهای گیردار ورق مورد مطالعه قرار گرفته و تغییرات فشار آیرودینامیکی بی بعد و فرکانس بی بعد فلاتر بهدست آمده است. در انتها با فرض چندلایه با زاویه لایه چینیهای متفاوت رفتار ارتعاش اجباری ورق بدست آمده است.https://jstc.iust.ac.ir/article_26474_103ffcdc6ae8856ba94484f5bd19774e.pdfدانشگاه علم و صنعت ایرانعلوم و فناوری کامپوزیت2383-38234220170916Assessment of mixed adhesive in single lap and peel joint with composite substrateارزیابی چسب های ترکیبی در اتصالات تک لبه برشی و پوست کنی با زیرآینده کامپوزتی18919425118FAسحر شاهرخی نسبدانشجوی کار شناسی ارشد، مهندسی پلیمر، پژوهشگاه پلیمر و پتروشیمی ایران، تهران، ایرانراضی صحرائیاناستادیار، مهندسی پلیمر، پژوهشگاه پلیمر و پتروشیمی ایران، تهران، ایرانسید علیرضا ثابتدانشیار، مهندسی پلیمر، پژوهشگاه پلیمر و پتروشیمی ایران، تهران، ایران0000-0002-3245-5638Journal Article20160806This study investigates the effect of mixed adhesive having different modulus on single lap joint and also under peel test. The study compares these joints with that of corresponding joint containing single adhesive under two loading rate of 5 and 100 mm/min and three temperature range of room, 100°C and 200°C. Five types of adhesives were used in this assessment namely: silicon, epoxy, mixed epoxy-silicon, epoxy toughened with liquid rubber (CTBN), mixed epoxy toughened with liquid rubber (CTBN) –epoxy. Result indicated better shear strength performance by mixed epoxy-silicon adhesive joint in the single lap shear at both loading speed followed by epoxy and liquid rubber modified epoxy joints . Similar assessment under the three temperature range also revealed better retention of shear strength for the mixed epoxy-silicon adhesive joint in particular at 200°C. This result revealed about 65 percent reduction in strength for epoxy adhesive as against 31 percent reduction for the mixed epoxy-silicon adhesive. Peel tests showed unstable peeling behavior in all joints except joint with rubber modified epoxy toughened adhesive joint. Further assessment of peel test results showed both mixed adhesives i.e. mixed epoxy-silicon, epoxy toughened with liquid rubber (CTBN), mixed epoxy toughened with liquid rubber (CTBN)-epoxy had higher peel strength compared to the other adhesive joint tested.در این تحقیق استفاده از چسب ترکیبی با دو ضریب سفتی (مدول) متفاوت در مقایسه با یک چسب در اتصالات تک لبه برشی در نرخ کشش 5 و mm/min 100 و در دماهای محیط C°100 و C°200 مطالعه شده است. در این بررسی پنچ نوع چسب در اتصال تک لبه برشی مورد بررسی قرار گرفته که شامل چسب اپوکسی تنها، چسب سیلیکون، اپوکسی حاوی لاستیک مایع CTBN، چسب ترکیبی <br /> اپوکسی- سیلیکون و چسب ترکیبی اپوکسی- اپوکسی حاوی لاستیک مایع CTBN میباشد. همچنین ارزیابی از عملکرد این اتصالات در آزمون پوستکنی نیز انجام شد. نتایج حاکی از استحکام برشی بالاتر در اتصال چسبی حاوی چسب ترکیبی اپوکسی-سیلیکون نسبت دیگر چسبها در آزمون تک لبه برشی است. و در مرتبه پایینتری اتصال با چسب اپوکسی تنها و چسب اپوکسی حاوی لاستیک مایع قرار دارد. این موضوع در هردو نرخ کشش صادق بوده است. بررسی استحکام برشی در سه طیف دمایی حاکی از عملکرد موفق چسب ترکیبی اپوکسی- سیلیکون نسبت به دیگر رقبای خود بهخصوص در دمای C°200 به میزان افت 31 درصد در مقایسه با اتصال چسبی اپوکسی تنها با افتی درمحدوده 65 درصد دارد. ارزیابی عملکردی در آزمون پوستکنی این چسبها نشان از استحکام پوستکنی بالاتر بهترتیب در نمونه چسب ترکیبی اپوکسی- اپوکسی لاستیک مایع، چسب ترکیبی اپوکسی –سیلیکون و چسب اپوکسی تنها دارد. بررسی رفتاری در آزمونهای پوستکنی نشان از رفتار ناپایدار (نوسانی) در همه اتصالات چسبی به غیر از نمونه حاوی چسب ترکیبی <br /> اپوکسی- اپوکسی لاستیک مایع دارد.https://jstc.iust.ac.ir/article_25118_9f4ef88043032b82b4ed451163957e4d.pdfدانشگاه علم و صنعت ایرانعلوم و فناوری کامپوزیت2383-38234220170916A novel model for homogenization of multi-phase composites with high volume fraction of inclusionsمدلی جدید برای همگنسازی مواد مرکب چندفازی با درصد حجمی بالای اشغالکننده19520427107FAاحمد پارساییدانشجوی دکترا، مهندسی هوا فضا، دانشگاه آزاد اسلامی واحد علوم و تحقیقات، تهران، ایرانمحمود مهرداد شکریهاستاد، مهندسی مکانیک، دانشگاه علم و صنعت ایران، تهران، ایران0000-0001-9693-1050مهدی مندعلیاستادیار، مهندسی هوافضا، دانشگاه آزاد اسلامی واحد علوم و تحقیقات، تهران، ایرانJournal Article20160803This study aims to obtain mechanical properties of multi-phase composite materials with high volume fraction of inclusion. For this purpose, a new method is presented for the homogenization of multi-phase composites. A new homogenization method was developed based on a combination of the Mori-Tanaka model and the differential model. The new homogenization method was named MT-DS model which consists of four stages. In the first stage, average strain created in the inclusion is calculated. Then, based on the modified differential scheme, the stiffness tensor for the homogenized material is calculated. In the third stage, based on the Mori-Tanaka model as well as Eshelby equations, the strain concentration tensor is calculated. Finally, in the fourth stage, using the MT-DS model, the strain concentration and stiffness tensors for the homogenized material are calculated. For homogenization, according to shape of the inclusion as well as its volume fraction, the strain concentration tensor is calculated and the homogenized material is used in order to calculate the stiffness tensor. Using this method, in each stage, instead of properties of the raw matrix material, properties of the homogenized matrix material are included in the calculations. The effect of other inclusions on the adjacent inclusions is also considered. This procedure is continuously repeated until the equivalent stiffness tensor is obtained. To validate the new proposed model, obtained results were evaluated in a comparison with the results of the experiments.هدف این تحقیق بدست آوردن خواص مکانیکی مواد مرکب چند فازی با درصد حجمی بالای اشغالکننده میباشد. بدین منظور یک روش جدید برای همگنسازی کامپوزیتهای چندفازی ارایه گردیده است. روش همگنسازی ارائه شده در این مقاله بر پایه ترکیبی از مدل موری-تاناکا و مدل دیفرانسیلی توسعه یافته است. روش همگنسازی جدید با نام مدل MT-DS نامگذاری گردیده و شامل چهار مرحله میباشد. در مرحله اول، کرنش متوسط ایجاد شده در اشغالکننده محاسبه میشود. در مرحله دوم، تانسور سفتی برای ماده همگنسازی شده بر پایه مدل دیفرانسیلی تصحیح شده محاسبه میگردد. سپس در مرحله سوم، تانسور تمرکز کرنش بر اساس مدل موری-تاناکا و معادلات اشلبی محاسبه میگردد. در انتها و در مرحله چهارم، تانسور تمرکز کرنش و تانسور سفتی برای ماده همگنسازی شده بر اساس مدل MT-DS محاسبه میشوند. برای همگنسازی، با توجه به شکل اشغالکننده و درصد حجمی آن، تانسور تمرکز کرنش در هر مرحله محاسبه شده و برای محاسبه تانسور سفتی ماده همگنسازی بکار گرفته میشود. با این روش در هر مرحله خواص ماده زمینه همگنشده به جای مشخصات ماده زمینه اولیه وارد محاسبات میشوند. با انجام این عمل تأثیر سایر اشغالکنندهها بر روی اشغالکنندههای مجاور نیز در نظر گرفته میشود. این جایگزینی به صورت پیوسته تکرار میشود تا در انتها تانسور سفتی معادل بدست آید. برای اعتبارسنجی مدل ارایه شده جدید، نتایج بدست امده از آن با نتایج آزمایشها مورد ارزیابی قرار گرفتند. نتایج بدست آمده از ارزیابی مدل جدید حاکی از توانمندی آن میباشد.https://jstc.iust.ac.ir/article_27107_4ce775421a09e41426e3e83c93321f65.pdfدانشگاه علم و صنعت ایرانعلوم و فناوری کامپوزیت2383-38234220170916An Investigation into the Comparison between Hot and Cold Forming of Copper-Aluminum Composite Tubes by utilizing Hydroforming and Gasforming Processesبررسی مقایسهای شکلدهی سرد و داغ لولههای کامپوزیت فلزی مس-آلومینیوم توسط فرآیندهای شکلدهی هیدروفرمینگ و گازفرمینگ20521827106FAجواد شهبازی کرمیدکتری، مهندسی مکانیک، دانشگاه تربیت دبیر شهید رجایی، تهران، ایرانمحمد مراد شیخیاستادیار، مهندسی مکانیک، دانشگاه تربیت دبیر شهید رجایی، تهران، ایرانغلامحسن پایگانهدانشیار، مهندسی مکانیک، دانشگاه تربیت دبیر شهید رجایی، تهران، ایرانکرامت ملک زادهاستاد، مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی مالک اشتر، تهران، ایرانJournal Article20160907Nowadays the formability of multi-layered tubes through different kinds of forming processes has been of interest to researchers due to its vast applications in aerospace, oil and petrochemical industries. This study compares cold forming and hot forming of bi-layered composite tubes via hydroforming and gas blow forming the tubes in geometrical model of a closed die bulge. The effect of these forming processes operational conditions on the bi-layered copper (inside) – aluminum (outside) tubes forming, wrinkling, bursting, buckling and the thickness distribution controlling on the die profile region in various situations were investigated. Hydroforming process was executed at ambient temperature with the maximum pressure of 300 bar. The process of blow gas forming at 550 ° C temperature and 40 bar pressure was implemented. The expansion ratio of the bi-layered tube during the gas blow forming process exceeded 1.35 % in comparison that of hydroforming process. In addition, the die experienced burst before the fitting during the gas blow forming process. The undamaged closed die bulge was formed through 280 bar hydroforming process with the conditions of 6 mm linear loading and 1.65 mm maximum thinning. امروزه شکلدهی لولههای چندلایه با توجه به کاربرد گسترده آن در صنایع هوافضا، نفت و پتروشیمی و بررسی شکلپذیری آن توسط فرآیندهای مختلف شکلدهی مورد توجه محققان قرارگرفته است. در این پژوهش بررسی مقایسهای شکلپذیری لولههای دولایه کامپوزیت فلزی در فرآیند شکلدهی سرد و داغ در یک الگوی هندسی بالج قالب بسته، تحت تأثیر شرایط فرآیندی آزمایش هیدروفرمینگ و دمش گاز مورد مطالعه قرارگرفته است، بهطوریکه نحوه عملکرد هریک از فرآیندها در شکلدهی لولههای دولایه مس (داخل)- آلمینیوم (خارج)، بر میزان چروکیدگی، پارگی، کمانش و کنترل توزیع ضخامت در محدوده پروفیل قالب بالج شکل، در حالتهای مختلف مورد بررسی قرارگرفته است. فرآیند هیدروفرمینگ در دمای محیط و ماکزیمم فشار 300 بار انجام شده است. همچنین فرآیند دمش گاز در دمای 550 درجه سانتیگراد و فشار 40 بار صورت پذیرفته است. نسبت انبساط لوله دولایه در فرآیند دمش گاز، در حالت مقایسهای با فرآیند هیدروفرمینگ به میزان 1.35 درصد افزایش و قبل از پرشدگی قالب دچار ترکیدگی شده است. نمونه سالم بالج قالب بسته در فرآیند هیدروفرمینگ با فشار شکلدهی 280 بار و الگوی بارگذاری خطی 6 میلی متر، ماکزیمم نازکشدگی به مقدار 1.65 میلی متر شکل داده شده است.
https://jstc.iust.ac.ir/article_27106_400cc7b3c1f9ae8c6a5f6c4483b5390b.pdfدانشگاه علم و صنعت ایرانعلوم و فناوری کامپوزیت2383-38234220170916Effect of rotational speeds and heat content on the production of Al- Brass bimetal compositeاثر سرعت دوران و محتوای حرارتی در تولید کامپوزیت دوفلزی آلومینیم- برنج21922827105FAمرتضی غلامیکارشناسی ارشد، مهندسی مواد، دانشگاه علم و صنعت ایران، تهران ، ایرانمهدی دیواندریدانشیار، مهندسی مواد، دانشگاه علم و صنعت ایران، تهران، ایرانJournal Article20161018Composites made of dissimilar metals are designed and used in components subjected to various condition such as serious mechanical force, heat and erosion. Fabrication of Al- brass hollow cylinder, as a composite bimetallic part, is an example. In this work, Al-brass bimetallic hollow cylinders were produced using vertical centrifugal casting device and effective variables were studied. To achieve this, Al melt at 1.5 and 2.5 melt-to-solid volume ratio was cast into 100-400°C preheated cylindrical brass bush rotating at 800 and 1600 revolutions per minute (rpm) respectively and the interface characteristics were investigated. The results of scanning electron microscope (SEM) showed that the achieved interface consisted of four discrete layers from the brass side, including Al<sub>2</sub>Cu<sub>5</sub>Zn<sub>4</sub>, Al<sub>3</sub>Cu<sub>3</sub>Zn, Al<sub>2</sub>Cu precipitates scattering in aluminum matrix and finally α-Al/Al<sub>2</sub>Cu anomalous eutectic structure near the aluminum side. Micro hardness measurements showed that the hardness of various presented phases decreases from the brass side to the aluminum side.کامپوزیتهای تشکیل شده از فلزات غیرمشابه در طراحی و ساخت قطعاتی که تحت شرایط نیروی مکانیکی جدی، حرارت و سایش خاص هستند به کار می رود. تولید بوش آلومینیم-برنج به عنوان جفت فلزی کامپوزیتی یکی از این موارد محسوب میشود. در این تحقیق با استفاده از دستگاه گریز از مرکز عمودی برخی متغیرهای موثر در تولید قطعه استوانه کامپوزیتی آلومینیم-برنج مورد مطالعه قرار گرفت. بدین منظور مذاب آلومینیم با نسبتهای حجمی 5/1 و 5/2 درون بوش برنجی پیشگرم شده در محدوده دمایی 100-400 درجهی سانتیگراد و در حال دوران با سرعتهای 800 و 1600 دور بر دقیقه ریختهگری شده و خصوصیات فصل مشترک بین این دو فلز مورد بررسی قرار گرفت. نتایج بررسیهای حاصل از میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) نشان داد که فصل مشترک حاصله شامل چهار لایهی مجزا است. لایههای متشکله به ترتیب از سمت برنج شامل Al<sub>2</sub>Cu<sub>5</sub>Zn<sub>4</sub>، Al<sub>3</sub>Cu<sub>3</sub>Zn، رسوبات Al<sub>2</sub>Cu توزیع شده در زمینهی محلول جامد آلومینیم و نهایتاً ساختار یوتکتیک غیرعادی α-Al/Al<sub>2</sub>Cu در مجاورت آلومینیم است. اندازهگیریهای میکروسختی نشان داد که میزان سختی در عرض فصل مشترک از یک روند نزولی پیروی میکند به گونهای که بالاترین سختی مربوط به نواحی مجاور برنج و کمترین میزان سختی متعلق به نواحی مجاور آلومینیم ثبت شد. https://jstc.iust.ac.ir/article_27105_ba9cae1629af71f2e0d4f34cb9a45ece.pdfدانشگاه علم و صنعت ایرانعلوم و فناوری کامپوزیت2383-38234220170916Investigation of nanotubes’ length and their agglomeration effects on the elastoplastic behavior of polymer-based nanocompositesبررسی تأثیر طول نانولوله و پدیدۀ کلوخه شدن بر رفتار الاستوپلاستیک نانوکامپوزیت پلیمری22924027104FAمجید کریمیدانشجوی دکترا، مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی، تهران، ایرانرحمتالله قاجاراستاد، مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی، تهران، ایرانعباس منتظری هدشاستادیار، مهندسی و علم مواد، دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی، تهران، ایرانJournal Article20161211In this article, elastoplastic properties of polymeric nanocomposites embedded with carbon nanotubes (CNTs) are explored with emphasis on the meso-scale phenomena. To this end, a combination of finite element method and micromechanics is implemented. Accordingly, at first, considering the non-bonded nature of nanotube/polymer interactions, a multiscale finite element method is employed to replace the matrix, CNT, and polymer atoms neighboring it with a perfectly bonded equivalent nanofiller. Subsequently, nanocomposite stress-strain curves are extracted based on the mean field homogenization approach. Using this model, the effects of CNTs orientation and their agglomeration on the mechanical behavior of nanocomposite samples are thoroughly studied. Moreover, it is found that to have an efficient reinforcing effect, the CNT length should be greater than 10 nm. On the other hand, it can be concluded that there is an optimum value of this parameter (i.e. 300 nm) above which, there is no any extra stiffening effect. Furthermore, regarding the CNTs agglomeration, it is revealed that although, theoretical investigations show that increasing CNT volume fraction(VF) leads to an increase in the stiffness, occurring this phenomenon can have a deteriorative role in terms of influencing the mechanical behavior of these nanocomposites at higher VFs.در این مقاله خواص الاستوپلاستیک یک نانوکامپوزیت پلیمری با تکیه بر تعدادی از عوامل مقیاس مزو مورد بررسی قرار گرفته است. برای این منظور از ترکیب روش اجزای محدود با میکرومکانیک استفاده شده است. با توجه به ماهیت پیوند ناکاملِ نانولوله و ماتریس، برای جایگزین کردن نانولوله و ناحیهی مشترک با یک تکرشتهی توپر، از روش چندمقیاسی اجزای محدود استفاده شده است. سپس با استفاده از روش میدان میانگین موری- تاناکا، منحنیهای تنش-کرنش نانوکامپوزیت استخراج و با استفاده از آن، تأثیر زاویهی قرارگیری نانولوله بر مدول یانگ، تأثیر طول نانولوله بر خواص الاستوپلاستیک و تأثیر کلوخه شدن نانولولهها بر رفتار الاستوپلاستیک بررسی شده است. همچنین با بررسی طول نانولولهها مشخص شد که نانولولههای دارای طول 10 تا 300 نانومتر، تأثیر قابل توجهی بر سفتی نانوکامپوزیت دارد، درحالیکه تأثیر طولهای کوتاهتر و بلندتر چندان قابل توجه نیست. همچنین، با صرفنظر از کلوخه شدن، افزایش کسر حجمی نانولولهها منجر به افزایش سفتی نانوکامپوزیت میگردد. این در حالی است که کلوخه شدن نانولولهها، منجر به کاهش سفتی نانوکامپوزیت میشود. تأثیر منفی این پدیده بهحدی است که در برخی موارد، افزایش کسر حجمی نهتنها باعث افزایش سفتی نانوکامپوزیت نمیشود، بلکه آن را کاهش میدهد.https://jstc.iust.ac.ir/article_27104_d73d5a70b6bdc1cba8a9f2ae5bf1e750.pdf