دانشگاه علم و صنعت ایرانعلوم و فناوری کامپوزیت2383-38238120210522Effect of loading rate on the mechanical behavior of glass fiber and glass
fiber/polymer compositesتاثیر نرخ بارگذاری بر رفتار مکانیکی الیاف شیشه و کامپوزیت های الیاف شیشه/پلیمر128313064476110.22068/jstc.2020.115498.1593FAعلیرضا خادمیدانشجوی دکترا، مهندسی مکانیک، دانشگاه آزاد اسالمی واحد علوم و تحقیقات، تهران.محمود مهرداد شکریهاستاد، مهندسی مکانیک، دانشگاه علم و صنعت ایران، تهران.0000-0001-9693-1050شهرام اعتمادی حقیقیاستادیار، مهندسی مکانیک، دانشگاه آزاد اسالمی واحد علوم و تحقیقات، تهران.0000-0002-6667-6746Journal Article20191021The fiber-reinforced polymer (FRP) composites under different dynamic loads experienced various strain rates. Since mechanical behaviors of fiber-reinforced polymer composites vary with the strain rate, the transient response of most of the composite structures will be dependent on the strain rate. In the present research, a comprehensive review of the previously published studies on the topic of strain-rate dependent properties of glass fiber and its fiber-reinforced composites, as the most common FRP composite, under dynamic loading was presented. At first, studies that presented the mechanical properties of the long glass fibers at various strain rates were extensively investigated. Furthermore, experimental studies on the effects of strain rate on different types of glass fiber reinforced polymer composites were categorized and presented. Also, the strain-rate dependent behavior of the thermoset polymers was investigated. The various analytical and numerical models of macro-mechanics and micromechanics presented for this type of composites were reviewed comprehensively.کامپوزیتهای زمینه پلیمری تقویت شده با الیاف، تحت بارهای دینامیکی مختلف نرخهای کرنش متفاوتی را تجربه خواهند کرد. از آنجا که رفتار مکانیکی این کامپوزیتها، با تغییر نرخ کرنش تغییر میکند، پاسخ گذاری بسیاری از سازههای کامپوزیتی وابسته به نرخ کرنش خواهد بود. در تحقیق حاضر به دوره جامعی از مطالعات انجام شده بر روی الیاف شیشه و کامپوزیتهای تقویت شده با این الیاف، به عنوان کاربردیترین کامپوزیت زمینه پلیمری، تحت بارگذاری دینامیکی پرداخته شده است. از این رو در ابتدا مطالعات مختلف که در آنها خصوصیات مکانیکی الیاف طویل شیشه در نرخهای کرنش مختلف ارائه شده، به طور مبسوط بررسی شده است. در ادامه مطالعات تجربی که در آنها اثرات نرخ کرنش بر انواع کامپوزت-های زمینه پلیمری تقویت شده با الیاف شیشه ارائه شده، دسته بندی و ارائه گردیده است. همچنین رفتار پلیمرهای گرماسخت تحت نرخهای کرنش مختلف نیز مورد بررسی قرار گرفتهاست. در نهایت مدلهای مختلف تحلیلی و عددی مکرومکانیکی و مایکرومکانیکی ارائه شده برای این نوع کامپوزیتها بطور جامع مرور شدند.دانشگاه علم و صنعت ایرانعلوم و فناوری کامپوزیت2383-38238120210522Numerical investigation of the material gradient using different stiffness functions by consideration of the graded stiffness of the dragonfly wing membraneبررسی عددی گرادیان ماده با استفاده از روابط سفتی متفاوت با درنظر گرفتن گرادیان سفتی پوستهی بال سنجاقک1307131624448710.22068/jstc.2020.133844.1675FAافسانه وحدانیدانشجوی کارشناسی ارشد ، مهندسی مکانیک ، دانشگاه گیلان ، رشتابوالفضل درویزهاستاد ، مهندسی مکانیک ، دانشگاه گیلان ، رشت.مجید علی طاولیدانشیار، مهندسی مکانیک، دانشگاه گیلان، رشت.حامد رجبیدکتری تخصصی، مهندسی مکانیک ، دانشگا ه کیل ، کیلJournal Article20200815Most natural materials are composites that can exhibit a wide range of material properties, such as the elastic modulus. Insect cuticle is one of these natural materials. The material gradient of the cuticle drastically varies in different insect body parts. Considering the small size of cuticular samples, conducting experimental tests is very challenging, expensive, and time-consuming. Understanding how cuticular structures work and their graded properties can help to design and develop engineering materials with enhanced properties. In this paper, the finite element (FE) method is used to investigate the function of the cuticle in the membrane of dragonfly wings. In this regard, first, the distribution of materials on the wing membrane is investigated using images obtained by confocal laser scanning microscope (CLSM). Then, in order to estimate the stress and strain values subjected to displacement, multiple stiffness functions are applied for a geometric model of a cantilever beam, which represents the membrane. The results show that the presence of a graded stiffness has a significant effect on the mechanical behavior of the cantilever beam. A comparison of the results obtained from the analysis of different stiffness functions showed that The quadratic function is introduced as a more suitable distribution for stiffness, in terms of having the least stress and strain in this structure, compared to other stiffness functions. This study can provide a proper and applied platform for further interdisciplinary research in this area.بیشتر مواد طبیعی کامپوزیتهایی هستند که میتوانند دامنه گستردهای از خواص مواد مانند مدول الاستیک را نشان دهند.کیوتیکل حشرات یکی از این مواد طبیعی است. نوع گرادیان کیوتیکل در قسمتهای مختلف بدن حشرات به طرز چشمگیری متفاوت است. به دلیل ابعاد کوچک نمونههای کیوتیکل، انجام آزمایشهای تجربی، بسیار چالش برانگیز، پر هزینه و وقت گیر است. شناخت عملکرد ساختارهای کیوتیکلی و خصوصیات درجهبندی شدهی آنها میتواند به طراحی و توسعهی مواد مهندسی با خواص پیشرفته کمک کند. در این مقاله از روش اجزای محدود برای بررسی عملکرد کیوتیکل موجود در پوسته بال سنجاقک استفاده شدهاست. نخست توزیع مواد روی پوستهی بال با استفاده از تصاویر بدستآمده توسط میکروسکوپ اسکن لیزری روبشی(CLSM) بررسی میشود. سپس، برای ارزیابی مقادیر تنش و کرنش تحت جابهجایی، روابط مختلف سفتی برروی یک مدل هندسی از تیر یکسر گیردار، که نمایانگر پوسته است، اعمال میشود. مقایسهی نتایج بدستآمده از تجزیه و تحلیل روابط مختلف سفتی نشان داد رابطهی سهموی درجه دو به عنوان توزیع مناسبتر برای سفتی، از لحاظ دارا بودن کمترین تنش و کرنش در این ساختار، نسبت به سایر روابط سفتی معرفی میگردد. این پژوهش بستری برای تحقیقات بیشتر میان رشتهای در این زمینه است.دانشگاه علم و صنعت ایرانعلوم و فناوری کامپوزیت2383-38238120210522Evaluation of mechanical properties and fracture toughness of aluminum-magnesium-aluminum composite produced by cold roll bonding processبررسی خواص مکانیکی و چقرمگی شکست کامپوزیت سه لایه آلومینیوم-منیزیم-آلومینیوم تولید شده به روش جوش سرد نوردی1317132624448810.22068/jstc.2021.118997.1617FAمحمد دلشاد غلامیدانشجوی دکتری تخصصی، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه علم و صنعت، تهران .داود رحمت آبادیدانشجوی دکتری تخصصی ، دانشکده مهند سی مکانیک ، دانشگاه تهران، تهرا ن.0000-0002-6898-3061تقی شجاعیدانشج وی دکت ری تخصصی ، دانشکده مهند سی مکانیک ، دانشگاه علم و صنعت، تهران.رامین هاشمیدانشیار ، دانشکده مهندسی مکانیک ، دانشگاه علم و صنعت، تهران.0000-0001-8369-0390بیژن محمدیدانشیار ، دانشکده مهندسی مکانیک ، دانشگاه علم و صنعت، تهران.0000000183600631Journal Article20200911In the last few years, researchers have been interested in the fabrication of laminated composite sheets. In this research, mechanical properties and fracture toughness of three-layer aluminum-magnesium-aluminum composite sheet produced by cold-rolling bonding method were investigated. Mechanical properties and fracture cross-sections of the specimens were studied by uniaxial tensile test, hardness test and scanning electron microscopy, respectively. It was observed that the tensile strength of composite specimens was higher than that of aluminum and the microhardness and fracture toughness values were increased compared to the initial specimens. High applied cold work can be the main reason for the increase in hardness and fracture toughness, and the reason for the decrease in composite strength over magnesium is the creation of plastic instability in the magnesium reinforcer due to the high strain.The results of scanning electron microscopy also show that the fracture mechanism is for the soft aluminum layer and for the crisp magnesium and the surface of the fracture cross section in the aluminum layer has a shallower and smaller micropores, indicating shear ductile fracture.در چند سال اخیر، ساخت ورق های کامپوزیتی لایهای به روش پیوند نوردی مورد توجه محققین قرار گرفته است. در این تحقیق، به بررسی خواص مکانیکی و چقرمگی شکست ورق کامپوزیتی سه لایه آلومینیوم-منیزیم-آلومینیوم تولید شده به روش پیوند سرد نوردی پرداخته شد. خواص مکانیکی و سطح مقطع شکست نمونهها به ترتیب بهوسیله آزمایش کشش تک-محوره، آزمایش سختی و میکروسکوپ الکترونی روبشی مطالعه شد. همچنین چقرمگی شکست تنش صفحهای به صورت تجربی اندازه گیری شد. مشاهده شد استحکام کششی برای نمونه کامپوزیتی نسبت به آلومینیوم و مقادیر میکروسختی و چقرمگی شکست نسبت به نمونههای اولیه افزایش یافته است. اعمال کارسرد را میتوان دلیل اصلی افزایش سختی و چقرمگی دانست و علت افت استحکام کامپوزیت نسبت به منیزیم، ایجاد ناپایداری پلاستیکی در تقویتکننده منیزیم به دلیل اعمال کرنش بالاست. همچنین نتایج حاصل از میکروسکوپ الکترون روبشی نشان میدهد که مکانیزم شکست برای لایه آلومینیوم نرم و برای منیزیم ترد است و سطح مقطع شکست در لایه آلومینیوم نسبت به آلومینیوم اولیه، دارای میکروحفرات کمعمقتر و کوچکتر میباشد، که نشاندهنده شکست نرم برشی است.دانشگاه علم و صنعت ایرانعلوم و فناوری کامپوزیت2383-38238120210522Uncertainty quantification of natural frequencies of flax/epoxy composite laminates based on a polynomial chaos expansion methodکمی سازی عدم قطعیت رفتار ارتعاشی کامپوزیت کتان/اپوکسی بر اساس روشی مبتنی بر بسط چند جملهای آشوب1327133824448910.22068/jstc.2021.139691.1692FAمحمد نوریانکارشناسی ارشد، مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی خواجه نصیر الدین طوسی ، تهران.محمد راوندیطراحی جامدات، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی خواجه نصیر الدین طوسی، تهران.0000-0002-8168-7160Journal Article20201118Non-homogeneous mixture and unintentional flaws during the production stage have always given rise to uncertainties in the structural response of composite materials. This is intensified in the composites reinforced with natural fibers due to the natural origin of the fibers. In this study, an uncertainty analysis of the frequency response of a unidirectional flax/epoxy composite, as one of the common natural fiber composites, were carried out. The variability of the fiber elastic properties, fiber density, fiber volume fraction, and the misalignment of ply orientations were considered as the uncertainty sources. The uncertain input variables were divided into normal and uniform variables through the Anderson-Darling test, based on the various experimental data acquired from the literature. Due to the high number of uncertain input variables, a computationally efficient response surface approach based on the polynomial chaos expansion was adopted and modified accordingly to take the multi-type stochasticity of the input parameters into account. Moreover, the uncertainty analysis results obtained from the response surface method were validated by the direct Monte Carlo simulation, and the accuracy and efficiency of the surrogate model were demonstrated.سازههای کامپوزیتی به دلیل دارا بودن خواص ویژه، امروزه به فراوانی در صنایع مختلف مورد استفاده قرار میگیرند. ترکیب ناهمگن مواد کامپوزیتی و همچنین عیوب ناخواسته ایجاد شده در فرایند ساخت همواره عدم قطعیت هایی در خواص نهایی سازه ایجاد می کنند. مخصوصا در مواد کامپوزیتی تقویت شده با الیاف طبیعی که خواص آن به دلیل منشا طبیعی دارای یک تغییر پذیری ذاتی بسیار بالا میباشد، خواص نهایی سازههای ساخته شده از این مواد را با عدم قطعیتهای قابل توجهی همراه میسازد. لذا در پژوهش حاضر به تحلیل عدم قطعیت چند مقیاسی کامپوزیت کتان/اپوکسی تک جهته پرداخته شده است. بر این اساس، در گام نخست خواص مکانیکی غیر قطعی این نوع مواد در مقیاس میکرو و ماکرو بر مبنای نتایج تجربی گزارش شده در منابع استخراج گردیده و سپس با بهره گیری از آزمونهای آماری، مدل احتمالی این خواص مشخص شده است. سپس با بکارگیری روش مدل سطح پاسخ مبتنی بر بسط چند جملهای آشوب، به عنوان یک روش بهینه از لحاظ هزینه محاسباتی، و همچنین با بهره گیری از روشهای نمونه برداری کلینشو-کرتیس و هایپرکیوب، به تحلیل عدم قطعیت رفتار ارتعاشی کامپوزیت کتان/اپوکسی پرداخته شده است. افزون بر این، نتایج بدست آمده از این روش با نتایج روش مونت کارلو به عنوان متداولترین و پرهزینهترین روش تحلیل عدم قطعیت، مورد صحه گذاری قرار گرفته است که انطباق خوبی را نشان داده است.دانشگاه علم و صنعت ایرانعلوم و فناوری کامپوزیت2383-38238120210522Effect of carbonaceous hybrid reinforcement and extrusion temperature on the microstructure and mechanical properties of AA7075 matrix hybrid composite prepared by semi-solid castingبررسی اثر تقویت کننده هیبریدی کربنی و دمای اکستروژن روی ریزساختار و خواص مکانیکی کامپوزیت هیبریدی زمینه آلومینیومی AA7075 تولید شده توسط ریخته گری نیمه جامد1339135224449010.22068/jstc.2021.141890.1695FAحمیدرضا عزت پوراستادیار، مهندسی مواد، دانشگاه حکیم سبزواری، سبزوار.مرضیه ترابی پاریزیدکتری، مهندسی مواد، دانشگاه حکیم سبزواری ، سبزوار.Journal Article20201211The improvement level of mechanical properties of aluminum matrix composites reinforced to carbonaceous materials is lower than expected. The intrinsic characteristics and production methods are effective parameters on microstructure and efficiency of these composites. In this study, AA7075/CNTs+GNPs hybrid composites were fabricated by flake powder metallurgy process combined to solution method, semi-solid casting and high temperature extrusion. After determination of optimum VGNP/VCNT ratio in hybrid carbonaceous reinforcement (= 0.167), its effect on microstructure and mechanical properties of AA7075 alloy was investigated. The semi-solid casting process led to destroy the network structure of carbonaceous reinforcements and to entrap them mechanically into the aluminum matrix and to segregate alloy elements on their surface. In optimum temperature of extrusion process (= 400 °C), the uniform distribution of carbonaceous reinforcement and the decrease in the average grain size (~39%) were obtained. Hardness, tensile and compressive strengths of the hybrid composite were improved by 17%, 51% and 28% compared to AA7075 matrix alloy. The extraordinary efficiency of tensile strength (~3952%) was obtained in the hybrid composite as a result of effective load transfer due to effect of the pulling out and the bridging of carbonaceous reinforcements.میزان بهبود خواص مکانیکی کامپوزیت های زمینه آلومینیومی تقویت شده با مواد کربنی، پایین تر از حد انتظار است. خواص ذاتی اجزای سازنده و روش تولید، بر ویژگی های ریز ساختاری و عملکرد این کامپوزیت ها تاثیر بسزایی دارد. در تحقیق حاضر، استراتژی ساده ای برای بهبود توزیع تقویت کننده ی کربنی با حداقل آسیب ساختاری و پیوند فصل مشترکی مناسب، اتخاذ شده است. کامپوزیت GNP-CNT/AA7075 از تلفیق فرایند متالورژی پودر ورقه ای، روش انحلالی به همراه ریخته گری نیمه جامد و اکستروژن دمای بالا، تولید شده است. پس از تعیین نسبت بهینه ی VGNP/VCNT در تقویت کننده ی هیبریدی کربنی (0.167)، اثر حضور آن بر تحولات ریزساختاری و خواص مکانیکی آلیاژ AA7075 مورد بررسی قرار گرفته است. فرایند ریخته گری نیمه جامد علاوه بر تخریب ساختار شبکه ای فاز تقویت کننده، سبب به دام فتادن مکانیکی آن ها درون زمینه و جدایش عناصر آلیاژی بر سطح تقویت کننده ی کربنی شده است. در دمای بهینه ی فرایند اکستروژن (400 °C)، توزیع یکنواخت GNP-CNT در درون زمینه و کاهش 39% اندازه ی دانه، حاصل شده است. ریزسختی، مقادیر استحکام تسلیم کششی و فشاری این کامپوزیت نسبت به آلیاژ AA7075 به ترتیب 17%، 51% و 28% بهبود یافته است. اثر بخشی فوق العاده ی استحکام کششی،3952% ، در نتیجه ی انتقال بار موثر (کشیده شدن تقویت کننده ی کربی در سطح شکست) و جذب انرژی (پل زدن) است.دانشگاه علم و صنعت ایرانعلوم و فناوری کامپوزیت2383-38238120210522Experimental study of the impact properties of foam based composites reinforced with warp-knitted spacer fabricمطالعه تجربی رفتار ضربهپذیری کامپوزیتهای پایه فوم تقویت شده با پارچههای دوجداره حلقوی تاری1353136224449110.22068/jstc.2021.141824.1694FAامیرحسین دودانکهدانشجوی کارشناسی ارشد، مهندسی نساجی، دانشگاه صنعتی امیرکبیر، تهران.هادی دبیریاندانشیار، مهندسی نساجی، دانشگاه صنعتی امیرکبیر، تهران.سعید حمزهکارشناس ارشد، مهندسی نساجی، دانشگاه صنعتی امیرکبیر، تهران.Journal Article20201212In this paper, the impact behavior of polyurethane foam-based composites reinforced with warp-knitted spacer fabric is investigated, experimentally. For this purpose, warp-knitted spacer fabric with different structures such as two different thickness, small and large mesh sizes and position of the meshes facing each other and not facing each other were produced. Then composite samples were fabricated using warp-knitted spacer fabrics as reinforcement, and polyurethane foam as matrix. The physical properties of samples like weight per unit area and fiber volume fraction of composite were measured. The failure energy of prepared samples was measured during quasi-static impact test, and finally low velocity impact with an initial energy of 5 J was carried out on composite samples. The results showed that the impact energy of samples is increased at least tripled by using the reinforcement. The maximum energy absorption is 2.858 J which is related to the samples reinforced with fabric with large mesh, high thickness and not facing of the meshes relative to each other. Generally, the energy absorption on average has been increased 21.2% by increasing the thickness, 9.5% by increasing the size of the meshes from small to big, and 47.3% by changing the position of the meshes from facing to non-facing.در این پژوهش، رفتار ضربه پذیری کامپوزیتهای برپایه فوم پلی یورتان تقویت شده با پارچههای دوجداره حلقوی تاری مورد بررسی قرارگرفته است. بدین منظور، پارچههای حلقوی تاری دوجداره با متغیرهای ساختمانی از جمله دو ضخامت متفاوت، اندازهی مشهای بزرگ و کوچک و همچنین، موقعیت قرارگیری روبرو و غیرروبرو مشها نسبت به هم تولید شد. سپس نمونههای کامپوزیتی متشکل از پارچه دوجداره حلقوی تاری به عنوان جز تقویتکننده و فوم پلی یورتان به عنوان زمینه تولید و خواص فیزیکی مدنظر از جمله وزن واحد سطح و کسر حجمی الیاف در آنها اندازهگیری شده است. در آزمون شبه استاتیکی ضربه، مقدار انرژی شکست اندازهگیری شد و درنهایت همه نمونه ها مورد آزمون ضربه سرعت پایین با انرژی اولیه 5 ژول قرار گرفتهاند. نتایج نشان داد با قراردادن پارچه تقویت کننده در نمونه های فوم انرژی ضربه این نمونه ها حداقل 3 برابر شده است. بیشینه جذب انرژی در نمونه دارای پارچه با مش بزرگ، ضخامت زیاد و قرار گیری غیرروبروی مشها نسبت به هم رخ داده است که این مقدار برابر 858/2 ژول میباشد. به طور میانگین، جذب انرژی کامپوزیتها با افزایش ضخامت نمونهها، 2/21 درصد، با تغییر اندازه مشها از کوچک به بزرگ 5/9 درصد و با تغییر موقعیت مشها از حالت روبرو به حالت غیرروبرو 3/47 درصد افزایش پیدا کرده است.دانشگاه علم و صنعت ایرانعلوم و فناوری کامپوزیت2383-38238120210522Numerical and Experimental Buckling Strength Analysis of Composite Grid Stiffened Cylindrical Shells Before and After Applying Low-Velocity Transverse Impactتحلیل عددی و تجربی استحکام کمانشی سازه استوانه ای مشبک کامپوزیتی قبل و بعد از اعمال ضربه عرضی سرعت پایین1363137224449210.22068/jstc.2021.139489.1698FAاحمد گرامیدانش آموخته کارشناسی ارشد، دانشگاه صنعتی مالک اشتر، مجتمع دانشگاهی مواد و فناوری های ساخت، تهران.علی داوراستادیار، دانشگاه صنعتی مالک اشتر، مجتمع دانشگاهی مواد و فناوری های ساخت، تهران.0000-0002-4386-1965محسن حیدری بنیدانشجوی دکتری، دانشگاه صنعتی مالک اشتر، مجتمع دانشگاهی مواد و فناوری های ساخت،تهران.جعفر اسکندری جماستاد، مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی مالک اشتر، مجتمع دانشگاهی مواد و فناوری های ساخت،تهران.Journal Article20210109Composite materials became a great interest of researchers on light weight structures during the last decades due to their high specific strength and high specific stiffness. Lattice and grid stiffened structures are one of these efficient composite structures especially for axial compressive loads. In this research, the following main objectives are followed: (1) The buckling strength analysis of the lattice cylinders subjected to axial compressive force, (2) The impact response and damage analysis of the lattice cylinders subjected to the transverse impact of a falling object, (3) The buckling strength analysis of the lattice cylinders subjected to axial compressive force after applying transverse impact to the structure. In order to achieve the above purposes, the finite element and the experimental methods are used. In the finite element method, ABAQUS software is used to find maximum axial strength of the structure and the impact results of the structure due to its energy absorption and damage properties. In the experimental method, first, two samples of the lattice composite cylinders are made of Kevlar/Epoxy material and then they are subjected to impact test and also buckling strength tests before and after applying transverse impact when damage occurs in the lattice structure. Finally, the results of these two methods, including impact force, impact time and damage area have been compared. Results show that the damage of the structure due to the impact test, do not causes the maximum buckling strength of the structure to be reduced significantly.در چند دهه گذشته، مواد کامپوزیتی به دلیل استحکام و سفتی ویژه بالا مورد توجه و علاقه محققین درباره سازههای سبک قرار گرفت. در این بین، سازههای مشبک و تقویت شده کامپوزیتی به عنوان یک ساختار بسیار کارآمد، به خصوص در تحمل بارهای فشاری محوری مطرح شدند. در این پژوهش، چند هدف اصلی دنبال شده است: (1) آنالیز استوانه مشبک کامپوزیتی تحت بار محوری فشاری، (2) آنالیز استوانه مشبک کامپوزیتی تحت بار ضربه عرضی سقوط آزاد و مطالعه آسیب ناشی از آن، (3) آنالیز اثر ضربه عرضی سقوط آزاد بر حداکثر استحکام سازه در بارگذاری محوری فشاری. برای نیل به اهداف فوق، از روش المان محدود و روش تجربی استفاده شده است. در روش المان محدود، از نرمافزار آباکوس برای تعیین حداکثر مقدار قابل تحمل بار محوری فشاری توسط سازه و همچنین پاسخ ضربه عرضی، جذب انرژی سازه و آسیب ناشی از ضربه استفاده شده است. در روش تجربی، ابتدا به ساخت دو نمونه استوانه مشبک کامپوزیتی از جنس کولار/ اپوکسی پرداخته شده است. سپس این نمونهها مورد بارگذاری ضربه عرضی و آزمون بار محوری فشاری (قبل و بعد از اعمال ضربه و بروز آسیب) قرار گرفتهاند. در نهایت، نتایج این دو روش، شامل نیرو و زمان برخورد و ناحیه آسیب دیده، با یکدیگر مقایسه شدهاند. نتایج نشان میدهند که علیرغم اینکه ضربه سقوط آزاد (با یک انرژی معلوم) به سازه آسیب میزند، ولی سبب افت قابل ملاحظهای در حداکثر استحکام استوانه مشبک، در بارگذاری محوری فشاری نمیشود.دانشگاه علم و صنعت ایرانعلوم و فناوری کامپوزیت2383-38238120210522Study of cyclic behavior, displacement-controlled low-cycle fatigue lifetime and failure in open-hole polymer-matrix composite reinforced by carbon fibers under various loading rates and amplitudesمطالعه رفتار سیکلیک، عمر و خرابی خستگی کمچرخه جابجایی- کنترل در کامپوزیت پایه پلیمری تقویت شده با الیاف کربن سوراخدار تحت نرخها و دامنههای بارگذاری مختلف1373138624449410.22068/jstc.2021.524259.1702FAمحمد آزادیدانشیار، مهندسی مکانیک، دانشگاه سمنان، سمنان.محمد درفکیکارشناس ارشد، مهندسی هوافضا، دانشگاه سمنان، سمنا ن.Journal Article20210205In this article, effects of the loading rate on low-cycle fatigue behaviors in carbon fiber reinforced composites have been investigated. Firstly, open-hole composite specimens were exposed to two different tensile loading rates to achieve displacements in low-cycle fatigue tests. Then, samples were subjected to cyclic loading, in three displacements and five loading frequencies. Fracture surfaces and scanning electron microscopy images were also shown. Obtained results indicated that increasing the rate enhanced the maximum stress due to the material tend to the brittle behavior. The maximum stress in different frequencies had a small enhancement; however, it enhanced at various displacements. The lifetime had a decreasing trend in a constant displacement, with increasing the frequency and increased in a constant frequency, with increasing the displacement. By analyzing the sensitivity, the change in the loading frequency (at constant displacements) and the displacement (frequencies: 1-5 Hz) were not effective on the maximum stress. However, under 10-20 Hz, it was effective on the maximum stress. The material cyclic behavior demonstrated that the maximum stress decreased during loading cycles due to the damage accumulation and the composite stiffness reduced. The failure mechanisms changed by changing the frequency and the percentage of the fiber breakage increased by increasing the loading frequency.در این مقاله، به بررسی اثرات نرخ بارگذاری بر رفتار خستگی کمچرخه در کامپوزیتهای تقویتشده با الیاف کربن پرداخته شده است. ابتدا، قطعات کامپوزیتی سوراخدار، تحت بارگذاری کششی در دو فرکانس اعمال بار مختلف قرار گرفته شده تا دامنه مورد استفاده در آزمون خستگی کمچرخه بدست آید. سپس نمونهها تحت بارگذاری خستگی در سه مقدار جابجایی و پنج فرکانس بارگذاری قرار گرفتند و تاثیر آنها در مقدار بیشینه و کمینه تنش در هر سیکل، عمر خستگی و مقادیر تنش دامنه و میانگین محاسبه و در انتها، تصاویر سطح شکست و تصاویر میکروسکوپ الکترونی روبشی ارائه شدند. نتایج نشان داد که با افزایش نرخ بارگذاری کششی مقدار بیشینه تنش، به دلیل تمایل بیشتر ماده به رفتار ترد، افزایش پیدا میکند. همچنین بیشینه تنش در جابجایی ثابت و فرکانسهای بارگذاری مختلف مقدار کمی با افزایش همراه بوده ولی در فرکانس ثابت و جابجاییهای متفاوت بسیار افزایش یافت. عمر خستگی نیز در جابجایی ثابت با افزایش فرکانس بارگذاری روندی افزایشی و در فرکانس بارگذاری ثابت با افزایش جابجایی روندی کاهشی داشت. به کمک تحلیل حساسیت مشخص شد که تغییر فرکانس بارگذاری در جابجایی ثابت همچنین تغییر جابجایی در فرکانس 1-5 هرتز تاثیری در مقدار تنش بیشینه نداشته ولی در فرکانسهای 10-20 هرتز تاثیرگذار است. رفتار سیکلیک ماده نشان داد که تنش بیشینه در طول سیکلهای بارگذاری، به دلیل تجمیع آسیب، کاهش مییابد و سفتی کامپوزیت کاهش مییابد. مکانیزمهای آسیب با تغییر فرکانس بارگذاری، تغییر کرده و درصد شکست الیاف با افزایش فرکانس بارگذاری، افزایش یافت.دانشگاه علم و صنعت ایرانعلوم و فناوری کامپوزیت2383-38238120210522Nonlinear bending analysis of multi-layer hyperelastic silicon-rubber plates using meshless based on radial basis functionsتحلیل غیرخطی خمش ورق چند لایۀ هایپرالاستیک سیلیکون-لاستیک با استفاده از روش بدون شبکه بر پایۀ توابع پایۀ شعاعی1387139624449310.22068/jstc.2021.523813.1700FAشهرام حسینیدانشجوی دکتری، مهندسی مکانیک، دانشگاه تربیت مدرس، تهرا ن.0000-0002-4531-501Xغلامحسین رحیمیاستاد، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه تربیت مدرس، تهران.Journal Article20210206In this paper, bending analysis of a hyperelastic multi-layer square plate with clamped, simply supported, and free boundary conditions are studied. The right Cauchy-Green tensor and neo-Hookean strain energy function utilized to define the plate's physical nonlinear behaviour. The nonlinear strains formulated using first-order shear deformation plate theory, and the Euler-Lagrange equations employed to derive the strong form of the governing equations. The meshless collocation method based on radial point interpolation method used to solve the nonlinear governing equations. The nonlinear boundary conditions imposed directly on the plate in meshless collocation method. The logarithm basis function utilized for defining shape functions, and the nonlinear system of equations solved using the arc-length algorithm. The results of the meshless method compared to those of ABAQUS finite element software. The results show that the meshless collocation method based on radial basis functions are efficient in nonlinear bending analysis of the multi-layer hyperelastic plate with various boundary conditions such that the less difference between meshless method and finite element method is 0.93% for clamped and the most difference is 8.72% with free boundary conditions.در این تحقیق به تحلیل رفتار خمشی ورق مربعی هایپرالاستیک چندلایه با شرایط مرزی گیردار، ساده و آزاد پرداخته شده است. برای استخراج معادلات حاکم بر مسئله از تانسور تغییر شکل کوشی-گرین راست استفاده شده و به دنبال آن از تابع انرژی کرنشی نئوهوکین برای توصیف رفتار غیرخطی مادی ورق استفاده شده است. برای فرمولبندی کرنشهای غیرخطی، تئوری تغییر شکل برشی مرتبۀ اول به کار رفته و برای استخراج معادلات حاکم بر ورق هایپرالاستیک به فرم قوی، روابط اویلر-لاگرانژ به کار رفتهاند. برای حل معادلات غیرخطی حاکم بر مسئله از روش بدون شبکه به فرم قوی بر پایۀ درونیابی نقاط شعاعی استفاده شده است. یکی از مزایای مهم این روش، اعمال شرایط مرزی غیرخطی در فرآیند حل مسئله است. از تابع پایۀ شعاعی لگاریتمی برای استخراج توابع شکل روش بدون شبکه استفاده شده و دستگاه معادلات غیرخطی حاصل از درونیابی نقاط شعاعی با استفاده از الگوریتم طول کمان بررسی شده است. نتایج حاصل از روش بدون شبکه با نتایج نرم افزار المان محدود آباکوس مقایسه شده است. نتایج این تحقیق نشان میدهند که روش بدون شبکه به فرم قوی بر اساس توابع پایۀ شعاعی دارای دقت بالایی در شرایط مرزی مختلف بوده به طوری که کمترین مقدار اختلاف در شرایط مرزی گیردار با 0.93 درصد اختلاف و بیشترین مقدار اختلاف در شرایط مرزی آزاد با 8.72 درصد اختلاف است.دانشگاه علم و صنعت ایرانعلوم و فناوری کامپوزیت2383-38238120210522Reliability analysis of the delamination onset and growth due to the matrix cracking in general composite laminatesتحلیل قابلیت اطمینان عدم وقوع و رشد جدایش بین لایهای ناشی از ترک ماتریسی در چندلایههای کامپوزیتی عمومی1397141024476410.22068/jstc.2021.525488.1706FAعلی دلبریانی نژاددانشجوی دکتری دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه تربیت مدرس0000-0001-7769-8062امین فرخ آبادیدانشیار، مهندسی مکانیک، دانشگاه تربیت مدرس ، تهران.محمد فتوحیمدرس، مهندسی مکانیک، دانشگاه گلاسگو، گلاسکو.Journal Article20210220Unlike other materials, composite laminates have more uncertainty sources, such as uncertainty in the material properties; hence it is very essential to predict the probability of the occurrence of various types of damage modes in composite laminates due to random behaviors of composite structures. Matrix cracking induced delamination (MCID) is one of the catastrophic modes that can occur in composite laminates. In this paper, a new algorithm for probabilistic prediction of MCID based on the concept of energy release rate and its critical value was developed and by applying this proposed framework, the reliability analysis of MCID damage was performed. The limit state function was formulated using a general failure criterion which was developed by the authors of this article, previously. To represent the performance of the proposed algorithm, the probability of the occurrence and growth of MCID in a quasi-isotropic laminate including 45°, 90°, -45° and 0° plies under different loading conditions and various stacking sequences was extracted by using first and second order reliability methods (FORM and SORM),. The verification of the obtained probabilities was performed using Monte Carlo simulation (MCS). In addition, some significant results were validated using several experimental data, qualitatively. The effect of variables such as the ply thickness, the level of longitudinal uniaxial stress and the presence of general in-plane stresses on the probability of occurrence and growth of MCID was investigated.چندلایههای کامپوزیتی برخلاف سایر مواد از منابع عدمقطعیت بیشتری نظیر عدمقطعیت در خواص مواد برخوردارند، از اینرو پیشبینی احتمالاتی وقوع انواع آسیبها در چندلایههای کامپوزیتی تحت اثر رفتار تصادفی سازههای کامپوزیتی، بسیار ضروری میباشد. جدایش بین لایهای ناشی از ترک ماتریسی یکی از مودهای مخربی میباشد که در چندلایههای کامپوزیتی میتواند رخ دهد. در این مقاله یک الگوریتم جدید برای پیشبینی احتمالاتی وقوع و رشد جدایش بین لایهای ناشی از ترک ماتریسی بر مبنای مفهوم نرخ رهایی انرژی و مقدار بحرانی آن در مود دوم بارگذاری توسعه داده شده است و با بهکارگیری روش پیشنهادشده تحلیل قابلیت اطمینان عدموقوع جدایش بین لایهای ناشی از ترک ماتریسی انجام شده است. تابع حالت حدی با استفاده از یک معیار خرابی عمومی که توسط نویسندگان این مقاله در قبل توسعه داده شده است، فرموله شده است. برای نشان دادن عملکرد الگوریتم پیشنهاد شده، با استفاده از روشهای مرتبه اول و مرتبه دوم قابلیت اطمینان احتمال وقوع و رشد جدایش بین لایهای ناشی از شکلگیری ترک ماتریسی به شکلهای مختلف در یک چندلایه شبههمسانگرد حاوی تکلایههای 45، 90، 45- و 0 درجه تحت شرایط بارگذاری و لایهچینیهای متفاوت بهدست آمده است. احتمالات به دست آمده با استفاده از شبیهسازی مونتکارلو صحتسنجی شده است. علاوه بر این نتایج مهم بهصورت کیفی با استفاده از برخی دادههای تجربی در دسترس اعتبارسنجی شدهاند. در این پژوهش اثر متغیرهایی چون ضخامت تک لایهها، سطح تنش تک محوره طولی و حضور تنشهای درونصفحهای بهطور همزمان بر احتمال وقوع و رشد جدایش بین لایهای ناشی از ترک ماتریسی بررسی شدهاند.دانشگاه علم و صنعت ایرانعلوم و فناوری کامپوزیت2383-38238120210522Experimental study and optimization of effective drilling parameters
on fibers glass–epoxy compositeبررسی تجربی و بهینه سازی پارامترهای موثر در فرآیند سوراخکاری قطعات کامپوزیتی الیافشیشه- اپوکسی1411142024476310.22068/jstc.2021.526618.1710FAمحمد جواد خداپرستکارشناسی ارشد، مهندسی مکانیک ساخت و تولید، دانشگاه آزاد اسلامی واحد علوم و تحقیقات، تهران.رضا آذرافزادانشیار، مجتمع دانشگاهی مواد و فناوریهای ساخت، دانشگاه صنعتی مالک اشتر، تهران.0000-0002-7957-3295عباس وفایی صفتاستاد، مهندسی مکانیک، دانشگاه امام حسین (ع)،تهران.Journal Article20210310Drilling process of Fibers Glass-epoxy composites is always associated with defects such as interlayer delamination phenomenon. This phenomenon reduces the strength of composite panels. In this study, to minimize this defect, the effective parameters including feed rate, tool diameter, thickness, edge tool angle, rotational speed, orientation fibers and coolant were studied. The number of experiments was specified based on Taguchi's design of experiments method and Experimental study was performed on the drilling process of the composite to evaluate the amount of delamination. Then holes were scanned by a Video Measuring machine(VMM) and amount delamination in them has been calculated by considering hole diameter. The collected data were used to statistically analyze and optimize the drilling parameters using variance analysis (ANOVA). The results showed that feed rate with a 29.6% and rotational speed with 24% had greatest influence on the delamination, so that with increasing the feed rate delamination was increased and with increase in rotational speed, delamination is first increased and then decreased. Also to investigation of the effect of delamination on the tensile strength of composite and stress concentration coefficient, specimens were subjected to tensile test. The results showed that with increasing delamination, the average tensile strength and stress concentration coefficient of perforated parts compared to healthy specimen( without hole), 34% decreased and 51.66% increased respectively. Also with 1.22 times the delamination compared to the delamination of initial sample, tensile strength 6.5% decreased and stress concentration coefficient 6.9 increased.فرآیند سوراخکاری قطعات کامپوزیتی الیافشیشه-اپوکسی همواره با عیوبی نظیر پدیده تورق یا جدایش بین لایهای همراه می-باشد. این پدیده باعث کاهش استحکام ورقهای کامپوزیتی می-شود. در این تحقیق، برای به حداقل رساندن این عیب پارامترهای تاثیرگذاری شامل سرعت پیشروی، قطر ابزار، ضخامت، زاویه راس ابزار، سرعت دورانی، نوع لایه چینی الیاف و خنک کار مورد بررسی قرار گرفتند. تعداد آزمایشها بر اساس روش طراحی آزمایش تاگوچی مشخص شده و مطالعه تجربی بر روی فرآیند سوراخکاری قطعه کامپوزیتی به منظور بررسی میزان تورق انجام گردید. سپس سوراخها توسط دستگاه اندازهگیری ویدیویی اسکن و میزان تورق موجود درآنها با درنظر گرفتن قطر سوراخها محاسبه شده اند. سپس اطلاعات جمع آوری شده جهت بهینه نمودن پارامترها با استفاده از آنالیز واریانس مورد تحلیل آماری قرار گرفتند. نتایج نشان داد سرعت پیشروی با مقدار 29.6% و سرعت دورانی با مقدار 24%، بیشترین اثر را بر میزان تورق داشته به طوری که با افزایش نرخ پیشروی میزان تورق افزایش و با افزایش سرعت دورانی، تورق ابتدا افزایش و سپس کاهش یافت. همچنین نمونههای سوراخ شده جهت بررسی اثر تورق بر استحکام کششی و ضریب تمرکز تنش تحت تست کششی قرارگرفتند. نتایج نشان داد که با افزایش میزان تورق، میانگین استحکام کششی و ضریب تمرکز تنش قطعات سوراخدار نسبت به نمونه سالم( بدون سوراخ) به ترتیب 34% کاهش و 51.66% افزایش-یافتهاند. همچنین با 1.22 برابر شدن تورق نسبت به تورق نمونه اولیه، ضریب تمرکز تنش 6.9% افزایش و استحکام کششی 6.5% کاهش یافته اند.دانشگاه علم و صنعت ایرانعلوم و فناوری کامپوزیت2383-38238120210522Modeling and optimization of mechanical properties of PA6/NBR nanocomposite reinforced with perlite nanoparticleمدلسازی و بهینه سازی خواص مکانیکی نانوکامپوزیت های PA6/NBR تقویت شده با نانو ذرات پرلیت1421143024449510.22068/jstc.2021.527365.1714FAعلی قربانخاندانشجوی کارشناسی ارشد، مهندسی مکانیک، دانشگاه شهید بهشتی، تهران.محمد رضا نخعیاستادیار، مهندسی مکانیک، دانشگاه شهید بهشتی، تهران.پدرام صفرپوراستادیار، مهندسی مکانیک، دانشگاه شهید بهشتی، تهران.Journal Article20210330In this paper, nanocomposites based on polyamide 6 (PA6)/acrylonitrile-butadiene rubber (NBR)/Perlite were prepared by melt mixing technique in an internal mixer. Response surface methodology (RSM) and central composite design (CCD) were used to study the influence of two material variables including perlite content and NBR content on tensile strength and impact strength of PA6/NBR/Perlite nanocomposites. The microstructure of nanocomposites samples was also examined to confirm the result obtained by scanning electron microscopy images. Based on the results obtained from the response surface methodology, when NBR phase content is 20%wt., with increasing perlite nanoparticles from 3% to 7% wt., the value of tensile strength increased by 12.9% and on the other hand, the value of impact strength decreased by 47.7%. Under optimal conditions of perlite content of 4.37 wt. and NBR content of 34.83 wt., the simultaneous maximization of the tensile strength (58.4 MPa) and impact strength (66.3 J/m) could be obtained. Observations of scanning electron microscopy images showed that the difference in mechanical results was due to the different sizes of the elastomeric phase in different compounds.در این مقاله، نانوکامپوزیت پلی آمید 6 (PA6)/لاستیک آکریلونیتریل بوتادین (NBR)/پرلیت با استفاده از روش اختلاط مذاب در یک مخلوط کن داخلی تهیه شد. از روش سطح پاسخ (RSM) و طرح مرکب مرکزی (CCD) برای بررسی تأثیر دو متغیر موادی درصد وزنی نانوذره پرلیت و الاستومر NBR بر استحکام کششی و استحکام ضربه نانوکامپوزیت های PA6/NBR/Perlite استفاده شد. ریز ساختار نمونه های نانوکامپوزیتی نیز برای تایید نتایج بدست آمده به وسیله تصاویر میکروسکوپ الکترونی روبشی مورد بررسی قرار گرفت. براساس نتایج بدست آمده از روش بهینه سازی سطح پاسخ، در 20% وزنی الاستومرNBR ، با افزایش نانوذره پرلیت از 3% به 7% وزنی، مقدار استحکام کششی 12.9% افزایش می یابد و از طرفی مقدار استحکام ضربه نیز 47.7% کاهش می یابد. تحت شرایط بهینه، مقادیر متغیرهای موادی نانوذره پرلیت و الاستومر NBR به ترتیب 4.37 و 34.83 درصد وزنی خواهد بود که در این صورت بیشینه مقادیر استحکام کششی (MPa 58.4 و استحکام ضربه (J/m 66.3) می تواند به طور همزمان بدست آید. مشاهدات تصاویر میکروسکوپ الکترونی روبشی ثابت کرد که تفاوت در نتایج مکانیکی بدلیل اندازه متفاوت فاز الاستومری در ترکیبات مختلف است.دانشگاه علم و صنعت ایرانعلوم و فناوری کامپوزیت2383-38238120210522Investigation on the Energy Absorption of Elastomeric Auxetic Structures in Quasi-static and Impact Loadingبررسی جذب انرژی ساختارهای آگزتیک الاستومری در بارگذاریهای شبهاستاتیک و ضربه-ای1431144224476510.22068/jstc.2021.528762.1719FAمجید پرورشدانشجوی کارشناسی ارشد، مهندسی مکانیک، دانشگاه تربیت مدرس، تهران.حامد احمدیاستادیار، مهندسی مکانیک، دانشگاه تربیت مدرس، تهران.غلامحسین لیاقتاستاد، مهندسی مکانیک، دانشگاه تربیت مدرس، تهران.Journal Article20210424In this paper, a new category of lattice structures called auxetic structures has been studied, which due to low weight, high stiffness and shear strength, have various applications including energy absorption. The unique features of these lattice structures can be related to their special geometry and the Negative Poisson's ratio. In this study, three elastomeric auxetic structures made of TPU with geometries of Anti-tetra chiral, Arrowhead and Reentrant were investigated experimentally at quasi-static and impact loading and compared with a non-auxetic Honeycomb structure. The specimens were fabricated by additive manufacturing method and evaluated using the parameters such as the absorbed energy and the energy per unit length of compaction. Impact loading was performed at two level to investigate the energy absorption capability and deformation mechanisms of the structures in different level of loading. The results show that the auxetic structures absorb much more energy than non-auxetic conventional ones in quasi-static loading and absorb more energy per unit length compaction in impact loading.در این مقاله به دسته جدیدی از ساختارهای مشبک تحت عنوان ساختارهای آگزتیک پرداخته شده است که به دلیل وزن پایین، سفتی و مقاومت برشی بالا کاربردهای مختلفی در انواع سازهها از جمله سازههای جاذب انرژی دارند. ویژگی های منحصر به فرد این ساختارهای مشبک را میتوان به هندسه خاص و منفی بودن ضریب پواسون آنها مرتبط دانست. در این مطالعه، به بررسی تجربی رفتار سه سازه آگزتیک الاستومری از جنس تیپی-یو با هندسههای آنتی تتراکایرال، اَرُهِد (سرنیزهای)، ریاینترنت در بارگذاری شبه استاتیکی و ضربهای و مقایسه آنها با یک سازه غیرآگزتیک لانهزنبوری پرداخته شده است. نمونهها با استفاده از روش ساخت افزایشی (پرینت سه بعدی) تهیه شده و پارامترهایی مانند میزان جذب انرژی و میزان جذب انرژی بر واحد طول فشردگی برای ارزیابی این ساختارها مورد استفاده قرار گرفته است. بارگذاری ضربهای در دو سطح انجام شده تا قابلیت جذب انرژی و مکانیزمهای تغییرشکل هر سازه در سطوح مختلف انرژی بررسی شود. نتایج حاکی از آن است که ساختارهای آگزتیک در بارگذاری شبه استاتیکی به مراتب جذب انرژی بیشتری داشته و در بارگذاری ضربهای قابلیت جذب انرژی بر واحد طول فشردگی بیشتری نسبت به سازه غیرآگزتیک لانه زنبوری از خود نشان میدهند.دانشگاه علم و صنعت ایرانعلوم و فناوری کامپوزیت2383-38238120210522Development of the Virtual Crack Closure Technique using Layer Wise theory for Delamination Propagation of a Composite Beam in Mode Iتوسعه روش بسته شدن مجازی ترک با بکارگیری تئوری لایه گون برای بررسی گسترش تورق و جدایش لایهها در تیر کامپوزیتی تحت مود یک1443145224476610.22068/jstc.2021.529052.1720FAسید علی موسوی طارسیدانشجوی دکترا، مهندسی مکانیک، دانشگاه آزاد اسلامی. واحد دماوند.تهرانمهدی افشیناستادیار، مهندسی مکانیک، دانشگاه آزاد اسلامی واحد دماوند. تهرانJournal Article20210501Due to the sensitivity of the results in the delamination area of composite laminates, it is necessary to use accurate theories that include all components of stress to study this area. For this purpose, in the present study, the virtual crack closure technique based on layer wise theory has been developed to analyze the propagation of delamination in a composite beam. The strain energy release rate in mode I is determined based on the properties of the material and an algorithm is proposed to implement the method. The present method has been implemented numerically in MATLAB software on a 2D and 3D Double Cantilever Beam (DCB). In order to validate the method, it has been compared with the results of previous works based on Finite Element method. An analytical solution to the problem is also presented and compared with the results of the present work. The force-displacement behavior of a DCB composite beam is analyzed, which indicates the suitable capability of this method in the analysis of propagation of delamination, and the computations are reduced relative to the three-dimensional Finite Element.با توجه به حساسیت نتایج در ناحیه تورق و جدایش بین لایهها در لمینیتهای کامپوزیتی، لازم است تا از تئوریهای دقیق که تمام مولفههای تنش را در بر گیرند برای بررسی این ناحیه استفاده شود. به این منظور در مطالعه حاضر، روش بسته شدن مجازی ترک بر اساس تئوری لایه گون، برای تحلیل گسترش تورق و جدایش بین لایهها در یک تیر کامپوزیتی توسعه داده شده است. نرخ آزادسازی انرژی کرنشی در مود یک، بر اساس خواص ماده تعیین شده و یک الگوریتم برای پیاده سازی روش ارائه شده است. روش مذکور بر روی تیر کامپوزیتی یکسر گیردار دو لبه متقارن در دو حالت دو و سه بعدی به صورت عددی در نرم افزار متلب اجرا شده و به منظور صحت سنجی روش، با نتایج کارهای گذشته مبتنی بر المان محدود مقایسه شده است. همچنین حل تحلیلی مسئله نیز ارائه شده و با نتایج کار حاضر مورد مقایسه قرار گرفته است. رفتار نیرو-جابجایی یک تیرکامپوزیتی تحلیل شده که نشان دهنده قابلیت مناسب این روش در تحلیل تورق و گسترش جدایش بین لایهها بوده و در عین حال حجم محاسبات به نسبت المان محدود سه بعدی کاهش یافته است.دانشگاه علم و صنعت ایرانعلوم و فناوری کامپوزیت2383-38238120210522Experimental Analysis of Mechanical Properties of Nanocomposites Based on Poly amide 6/ EPDM /Carbon Nanotubesتحلیل تجربی خواص مکانیکی نانوکامپوزیتهای بر پایه پلیآمید 6/ EPDM/ نانولولههای کربنی1453146024504310.22068/jstc.2021.529756.1723FAاحسان حمیدیدانشجوی کارشناسی ارشد، مهندسی مکانیک، دانشگاه تربیت دبیر شهید رجایی، تهران.ولی اله پناهی زادهاستادیار، مهندسی مکانیک، دانشگاه تربیت دبیر شهید رجایی، تهرا ن.Journal Article20210508In this paper, the mechanical properties of nanocomposites based on a matrix of two phases of polyamide 6 polymer and ethylene propylene diene monomer (EPDM) reinforced with carbon nanotubes are investigated. The compounds include 0%, 1%, 2% and 3% by weight of carbon nanotubes as well as 5 and 10% by weight of EPDM-G-MA as compatible and 10 and 20% by weight of EPDM prepared by an internal mixer. Samples were prepared for mechanical tests by a hot press machine. Mechanical tests were performed to determine the impact and tensile strengths, modulus of elasticity and elongation at failure. It was observed that adding 1% by weight of carbon nanotubes increases the impact strength by 12%, tensile strength by 25% and elastic modulus by 43%, but decreases the failure length by 13%. Also, with the presence of 10% EPDM, impact strength increased by 27% and elongation at fracture by 34%, but the tensile strength of polyamide decreased by 5% and its elastic modulus by 19%. To improve the mentioned cases, by adding 5% EPDM-G-MA, the impact strength increased by 14%, the tensile strength by 5%, the elastic modulus by 20% and the elongation at break by 13%. Finally, by adding carbon nanotubes and combining EPDM and EPDM-G-MA, all the mechanical properties mentioned in polyamide 6 were improvedدر این مقاله، خواص مکانیکی نانوکامپوزیتهایی بر پایه ماتریسی از دو فاز پلیمری پلیآمید 6و اتیلن پروپیلن دی ان مونومر (EPDM) تقویت شده با نانولولههای کربنی بررسی شده است. ترکیبات شامل 0% ، 1% ، 2 % و 3% وزنی نانولوله کربنی و نیز 5 % و 10% وزنی EPDM-G-MA بهعنوان سازگار کننده و 10% و20 % وزنی EPDM هستند که توسط یک مخلوطکن داخلی تهیه شدند. نمونهها برای انجام آزمونهای مکانیکی توسط یک دستگاه پرس داغ تهیه شدند. آزمونهای مکانیکی برای تعیین استحکامهای ضربه و کشش، مدول الاستیسیته و ازدیاد طول در شکست انجام شدند. مشاهده شد که افزودن 1% وزنی نانولوله کربنی، استحکام ضربه را 12%، استحکام کششی را 25% و مدول الاستیک را 43% افزایش میدهد ولی ازدیاد طول در شکست را 13% کاهش میدهد. همچنین با حضور10 % وزنیEPDM ، استحکام ضربه 27% و ازدیاد طول در شکست 34% افزایش یافته ولی استحکام کششی پلیآمید 5% و مدول الاستیک آن 19% کاهش مییابد. برای بهبود موارد ذکر شده با افزودن 5% EPDM-G-MA استحکام ضربه 14% ، استحکام کششی 5% ، مدول الاستیک 20% و ازدیاد طول در شکست 13% افزایش پیدا کرد. نهایتاً با افزودن نانولولههای کربنی و ترکیب EPDM و EPDM-G-MA، همه خواص مکانیکی مذکور در پلیآمید6، بهبود داده شد.دانشگاه علم و صنعت ایرانعلوم و فناوری کامپوزیت2383-38238120210522Numerical and experimental study of carbon / epoxy composite laminate response to low velocity impactمطالعه عددی و تجربی پاسخ چندلایه کامپوزیتی کربن / اپوکسی در برابر ضربه کم سرعت1461147224476210.22068/jstc.2021.531427.1730FAکیان امیر اشجعی اسالمیدانشآموخته کارشناسی ارشد، مهندسی مکانیک، دانشگاه علم و صنعت ایران، تهرانسجاد فخرالدینی نجف ابادیدانش آموخته کارشناسی ارشد، مهندسی مکانیک، دانشگاه علم و صنعت ایران، تهران.فتح الله طاهری بهروزدانشیار، مهندسی مکانیک، دانشگاه علم و صنعت ایران، تهران.Journal Article20210601Nowadays, low-velocity impact resistance and damage tolerance have become very important in the design of composite structures, especially in the aerospace industry, and have led researchers to evaluate the low velocity impact response in the design of composites. In this research, a numerical model for low velocity impact (LVI) of carbon /epoxy composite laminate is proposed. This 3D damage model is based on continuum damage mechanics with subroutine development (UMAT) in Abaqus/Explicit. In this model, the interlaminar and intralaminar damage is considered and the nonlinear shear behavior is applied to consider the plasticity in the matrix. To evaluate the results obtained from the numerical model, impact testing was performed at three levels of impact energy (10 J, 15 J and 20 J). In addition, in order to verify the failure mechanisms and the amount of damage caused by the impact, delamination area was measured using radiology technique. By comparing the response of the impact behavior, a good correlation was obtained between the experimental test results and the simulation, which shows that the failure model used is well able to predict the behavior of the composite in this process.امروزه مقاومت در برابر ضربه کم سرعت و تحمل آسیب به وجود آمده، اهمیت بالایی در طراحی سازه های کامپوزیتی به خصوص در صنعت هوافضا پیدا کرده است و باعث تلاش محققان پیرامون ارزیابی رفتار ضربه کم سرعت در طراحی کامپوزیتها شده است. در این پژوهش، مدل عددی برای ضربه کم سرعت چندلایه کامپوزیتی کربن/اپوکسی ارائه شده است. این مدل آسیب سه بعدی، بر اساس مکانیک آسیب پیوسته با توسعه زیرروال (UMAT) در نرم افزار آباکوس با حلگر صریح به دست آمده است. در این مدل، آسیب بین لایهای و درونلایهای در نظر گرفته شده است و برای در نظر گرفتن پلاستیسیته در ماتریس، رفتار غیرخطی برشی اعمال شده است. برای ارزیابی نتایج به دست آمده از مدل عددی، آزمون ضربه در سه سطح انرژی ضربه (10، 15 و 20 ژول) انجام گردید. به علاوه، به منظور صحتسنجی مکانیزم های خرابی و میزان خرابی ایجاد شده در اثر ضربه، مساحت ناحیه تورق با استفاده از روش رادیولوژی اندازه گیری گردید. با مقایسه پاسخ کلی رفتار ضربه، تطابق خوبی بین نتایج آزمون تجربی و شبیه سازی بدست آورده شد که نشان میدهد مدل خرابی استفاده شده به خوبی قابلیت پیشبینی رفتار کلی کامپوزیت را در این فرآیند دارد.دانشگاه علم و صنعت ایرانعلوم و فناوری کامپوزیت2383-38238120210522Corrigendum to :
The paper published in: Vol.7, No.4, Winter 1399, Pages: 1255-1262
Finite Element Analysis of the Adhesive behavior of Shape Memory Alloy Fiber and Polymer Concreteاصلاحیه به: مقاله چاپ شده در فصلنامه جلد 7 ، شماره 4، زمستان 99 ، ص - ص: 1255 - 1262 مطالعه المان محدود رفتار چسبندگی الیاف از جنس آلیاژهای حافظه دار شکلی با بتن پلیمری1473147424581310.22068/jstc.2021.245813FAامیر ابراهیم اکبری بقالدانشجوی دکتری، گروه مهندسی عمران، واحد مراغه، دانشگاه آزاد اسلامی، مراغه.0000-0002-3117-9440احمد ملکیاستاد یار، گروه مهندسی عمران، واحد مراغه، دانشگاه آزاد اسلامی ، مراغه.رامین وفایی پور سرخابیاستادیار، گروه مهندسی عمران، واحد تبریز، دانشگاه آزاد اسلامی، تبریز، ایران.Journal Article20210825The authors regretted the typographical error and requested a change in the second author's academic rank from "Associate Professor" to "Assistant Professor", which was applied in this amendment. It should be noted that the Journal of Science and Technology of Composites has no responsibility for the subsequent consequences of this amendment, and this has been done based on the written request of the authors, and they are responsible for any subsequent problems.نویسندگان با اظهار تاسف از اشتباه تایپی رخ داده، درخواست تغییر مرتبه علمی نویسنده دوم از مرتبه "دانشیار" به مرتبه<br />"استادیار" را داشته اند که در این اصلاحیه اعمال شده است. لازم به ذکر است نشریه علوم و فناوری کامپوزیت هیچ مسئولیتی<br />در قبال عواقب بعدی این اصلاحیه نداشته و این امر بنا به در خواست کتبی نویسندگان ایشان انجام شده است و مسئولیت<br />هرگونه مشکلات احتمالی بعدی بر عهده خود ایشان است.