دانشگاه علم و صنعت ایران علوم و فناوری کامپوزیت 2383-3823 7 4 2021 02 19 Study of Co3O4-Al2O3 Composite Powder Synthesis Method on Specification and Thermal Energy Storage Capacity مطالعه اثر روش سنتز پودر کامپوزیتی Co3O4-Al2O3 بر مشخصات و ظرفیت ذخیره انرژی حرارتی آن 1137 1144 44820 10.22068/jstc.2020.115634.1595 FA مریم دلاوری دانشجوی کارشناسی ارشد، مهندسی مواد ،دانشگاه صنعتی همدان، همدان مهدی پورعبدلی استادیار، مهندسی مواد ، دانشگاه صنعتی همدان، همدان حدیثه حسینی منفرد دانشجوی کارشناسی، مهندسی مواد، دانشگاه صنعتی همدان ،همدا ن Journal Article 2019 10 20 In this research, Co3O4-5 wt.% Al2O3 composite was prepared by two different methods including milling of oxide mixtures (first method) and mixing of pre- milled cobalt oxide and iron oxide (second method). Then, particle morphology, average particle size, Al2O3 distribution, and thermal energy storage capacity were investigated by Field Emission Scanning Electron Microscopy (FE-SEM) , Energy Dispersive X-ray Spectroscopy (EDS), and Thermal Gravimetric Analysis (TGA) methods. The results showed that samples prepared by first method during short milling time (less than one hour), generally showed better energy storage capacity (equivalent to 2 wt. % of O2 storage) than the samples prepared by second method in the short milling time(equivalent to 1-1.5 wt. % of O2 storage). It was while that samples prepared in long milling time (16 h) by second method had higher energy storage capacity (equivalent to 2-6 wt. % of O2 storage) than samples prepared by first method (equivalent to 2 wt. % of O2 storage) in similar ball milling time. Among the samples prepared by second method, the samples prepared by 16-h milled cobalt oxide showed better redox behavior than the other samples. It was also found that reducing the particle size of the composite powder (reducing the diffusion distance of oxygen atoms) is not necessarily accompanied by improved thermal energy storage capacity. در تحقیق حاضر، پودر کامپوزیتی - 5wt. % Al2O3 Co3O4 به دو روش آسیاکاری همزمان مخلوط اکسید‌ها و آسیاکاری جداگانه اکسید‌کبالت و اکسید‌آلومینیوم و سپس مخلوط کردن آنها تهیه و ماده حاصل از نظر سینتر‌شدن ذرات، اندازه متوسط ذرات، نحوه پخش ذرات اکسید‌آلومینیوم در فاز زمینه اکسید‌کبالت و رفتار احیا- اکسیداسیون آن با استفاده از میکروسکوپ الکترونی روبشی گسیل میدانی (Fe-SEM)، طیف سنجی پراش انرژی پرتو ایکس (EDS-map) و گرما وزن سنجی (TGA) بررسی شد. نتایج نشان داد که به طور کلی نمونه‌های تهیه شده به روش آسیاکاری همزمان مخلوط اکسیدها در زمان کوتاه (کمتر از یک ساعت آسیاکاری)، ظرفیت ذخیره انرژی بالایی (معادل حدود 2 درصد وزنی ذخیره اکسیژن) نسبت به نمونه‌های تهیه شده در زمان کوتاه با استفاده از روش دوم (1-1.5 درصد وزنی ذخیره اکسیژن) دارند. این در حالی بود که نمونه‌های تهیه شده در زمان‌های طولانی‌تر (16 ساعت آسیاکاری) با روش دوم دارای ظرفیت ذخیره بالایی (معادل2-6 درصد وزنی ذخیره اکسیژن) نسبت به نمونه‌های تهیه شده با روش اول (حدود 2 درصد وزنی ذخیره اکسیژن) در زمان طولانی مدت آسیاکاری هستند. در بین نمونه‌های تهیه شده به روش دوم نیز نمونه‌هایی که فاز اکسید‌کبالت در آنها به مدت 16 ساعت آسیاکاری شده بودند رفتار احیا - اکسیداسیون بهتری نسبت به سایر نمونه‌ها نشان دادند. همچنین مشخص شد که کاهش اندازه ذرات پودر کامپوزیتی الزاما هم جهت با بهبود ظرفیت ذخیره انرژی حرارتی نیست. https://jstc.iust.ac.ir/article_44820_a8edd0eb1714923dd0ad7fcb1ec305de.pdf

دانشگاه علم و صنعت ایران علوم و فناوری کامپوزیت 2383-3823 7 4 2021 02 19 An investigation of impact resistance of sandwich panel with basalt skin and basalt/Kevlar hybrid skin with nano silica بررسی مقاومت به ضربه پانل ساندویچی با رویه بازالت و رویه هیبریدی بازالت-کولار با لحاظ نانو سیلیکا 1145 1152 241915 10.22068/jstc.2020.112924.1583 FA محسن حافظی دانشجوی کارشناسی ارشد، مهندسی مکانیک، دانشگاه آزاد اسلامی واحد تهران جنوب، تهران مهدی یارمحمد توسکی استادیار، مهندسی مکانیک، دانشگاه آزاد اسلامی واحد تهران جنوب، تهران Journal Article 2020 01 20 In this paper, the effect of nano silica on impact resistance of sandwich panels with basalt skin and hybrid sandwich panel with basalt and kevlar skin is investigated. Sandwich panels with a basalt skin consist of four layers of basalt fabric as the top and bottom skins which the foam core is located between them. Sandwich panels with a hybrid skin consist of four layers of basalt/Kevlar/Kevlar/basalt fabric as the top and bottom skins which the foam core is located between them. Kevlar fabrics with a density of 200 g /m2, basalt fabrics with a density of 350 g /m2, a polyurethane foam with a density of 140 g/cm2, EPR1080 epoxy resin and different weight percentages of nano silica were used to make sandwich panels. All panels are fabricated using Hand Lay-up method. Ultrasonic device was also used for homogenization and better dispersion of nano silica in epoxy matrix. Low velocity impact tests were performed using drop weight equipment at constant impact energy on the specimens. The results showed that the addition of nano into the sandwich panel improved the impact resistance and the maximum contact force is related to the sandwich panel with 1.1% nano silica. در این مقاله تاثیر نانو سیلیکا بر مقاومت به ضربه پانل‌های ساندویچی با رویه بازالت و پانل‌های ساندویچی با رویه هیبریدی بازالت و کولار بررسی شده است. پانل‌های ساندویچی با رویه بازالت شامل چهار لایه پارچه بازالت به عنوان رویه بالایی و پایینی که هسته فوم بین آن قرار دارد. پانل ساندویچی با رویه هیبریدی از چهار لایه پارچه بازالت/کولار/کولار/بازالت به عنوان رویه بالایی و پایینی ساخته شده که هسته فوم ما بین آنها قرار دارد. از پارچه‌های کولار با چگالی 200 گرم بر متر مربع، پارچه بازالت با چگالی 350 گرم بر متر مربع، فوم پلی اورتان با چگالی 140 گرم بر سانتی متر مربع، رزین اپوکسی EPR1080 و درصدهای وزنی مختلف نانو سیلیکا برای ساخت نمونه‌های پانل ساندویچی استفاده شده است. فرآیند ساخت نمونه‌های آزمایش با روش لایه‌گذاری دستی انجام گرفت. همچنین برای پخش و توزیع بهتر ذرات نانوسیلیکا در ماتریس اپوکسی از دستگاه آلتراسونیک استفاده شد. آزمایش‌های ضربه سرعت پایین با استفاده از دستگاه وزنه افتان با انرژی ضربه ثابت بر روی نمونه‌ها انجام گردید. نتایج نشان داد افزودن نانو به پانل ساندویچی سبب بهبود مقاومت به ضربه می‌شود و بیشترین نیروی تماسی ماکزیمم مربوط به پانل ساندویچی با 1/1% نانوسیلیکا می‌باشد. https://jstc.iust.ac.ir/article_241915_9d999c8e90e0edee410ff68a018d2115.pdf

دانشگاه علم و صنعت ایران علوم و فناوری کامپوزیت 2383-3823 7 4 2021 02 19 Experimental study of the effect of impact shape and skin layout on the behavior of aluminum foam core sandwich panels at low velocity impact load بررسی تجربی اثر شکل ضربه‌زننده و لایه‌چینی رویه بر رفتار صفحات ساندویچی کامپوزیتی با هسته فوم آلومینیومی در ضربه با سرعت‌کم 1153 1162 242368 10.22068/jstc.2021.120700.1632 FA محمد امین ترابی زاده استادیار، مهندسی مکانیک، دانشگاه فنی و حرفه ای خراسان رضوی،مشهد 0000-0002-6696-8167 Journal Article 2020 01 26 In this paper, we investigated the effect of impactor shape and surface layer on composite sandwich plates under the impact of drop weight. The core material of the sandwich plate was A356 aluminum foam reinforced with SiC particles produced by the fusion method using the CaCO3 foam-forming agent. The plates were made of E-glass / epoxy with the quasi-isotropic and orthogonal layout as well as a pure aluminum layer. For the impact test, the drop weight impact device was used and to investigate the effect of the impactor shape spherical, parabolic and cone impactor manufactured. Some of the effective parameters for evaluating the material behavior under impact loads including maximum impact force, maximum displacement, and the amount of specific absorbed energy of the plate for different states, were investigated. The results showed that the higher the radius of impactor curvature, the greater the impact force would be. Also, the plates with a quasi-isotropic composite had the highest specific energy absorbed and the aluminum plate have the lowest amount of particular energy absorbed. In terms of maximum impact force and maximum mid-plate displacement, the cross-ply layout skin layer worked better. Therefore, depending on the application of sandwich plates, the use of composite skin (quasi-isotropic or cross-ply) surfaces instead of aluminum in the design of energy-absorbing structures was recommended. در این مقاله به بررسی اثر شکل-ضربه زننده و نوع لایه‌چینی رویه صفحات ساندویچی کامپوزیتی تحت اثر ضربه وزنه‌افتان پرداخته شده‌است. هسته صفحه ساندویچی از نوع فوم آلومینیومی A356 تقویت‌شده با ذرات SiC تولید‌شده با استفاده از روش ذوبی به‌کمک عامل فوم‌ساز CaCO3 است. رویه صفحات از جنس شیشه‌اپوکسی با لایه‌چینی شبه‌همسانگرد، متعامد و نیز از لایه آلومینیومی خالص استفاده شده‌است. برای انجام آزمایش ضربه از دستگاه ضربه وزنه‌افتان و جهت بررسی اثر شکل ضربه‌زننده از سه نوع ضربه‌زننده کروی، سهموی و مخروطی استفاده شده‌است. برخی از پارامترهای موثر در ارزیابی رفتار مواد در بار ضربه شامل بیشینه نیروی‌برخورد، بیشینه جابجایی و مقدار انرژی ‌ویژه‌ جذب شده صفحه برای حالات مختلف با یکدیگر مقایسه شده‌است. نتایج بیانگر آن است که هر چه شعاع-انحنای ضربه‌زننده بیشتر باشد بیشینه نیروی‌برخورد بیشتر خواهد بود. همچنین صفحات با رویه کامپوزیتی شبه‌همسانگرد دارای بیشترین انرژی ‌ویژه جذب شده و صفحه با رویه آلومینیومی کمترین میزان انرژی ویژه جذب شده را به خود اختصاص داده‌است. در خصوص بیشینه نیروی‌برخورد و بیشینه جابجایی‌میانی صفحه، رویه متعامد عملکرد بهتری دارد. لذا بسته به کاربرد صفحات ساندویچی استفاده از رویه های کامپوزیتی (شبه‌همسانگرد یا متعامد) بجای رویه آلومینیومی در طراحی سازه-های جاذب انرژی توصیه می گردد. https://jstc.iust.ac.ir/article_242368_1cc5478cfc1325b199265aa6016341bd.pdf

دانشگاه علم و صنعت ایران علوم و فناوری کامپوزیت 2383-3823 7 4 2021 02 19 A novel smeared method for investigating the free vibrations of sandwich conical shells with lattice cores ارائه یک روش معادل‌سازی جدید برای مطالعه ارتعاشات آزاد پوسته‌های ساندویچی کامپوزیتی مخروطی با هسته‌های مشبک 1163 1170 44819 10.22068/jstc.2020.120400.1629 FA مهدی زارعی دانشجوی دکترا، مهندسی مکانیک، دانشگاه تربیت مدرس، تهرا ن غلامحسین رحیمی استاد، مهندسی مکانیک، دانشگاه تربیت مدرس ، تهران میلاد همت نژاد مهندسی مکانیک، دانشگاه آزاد اسلامی، تاکستان Journal Article 2020 02 13 In this study, an analytical model was presented for investigating the free vibrations of sandwich conical shells with lattice cores. A novel smeared method was employed to determine the stiffness contribution of the stiffeners. In this approach, the lattice core was approximated with an equivalent composite conical shell. The stiffeners were considered as a beam which support the shear loads and bending moments in addition to the axial loads. For this purpose, the stiffness contribution due to the stiffeners was firstly determined through the forces and moments analysis of a unit cell and then superimposed with those of the inner and outer skins in order to obtain the stiffness parameters of the whole structure. The governing equations were deduced using the classical shell theory of Donnell type and Galerkin method. In order to validate the analytical results, a 3-D finite element model was also created using ABAQUS software. Comparison of the results, revealed good agreements between the two approaches and demonstrated that the proposed analytical model is qualified enough to investigate the free vibrational behavior of sandwich conical shells with lattice cores. Results given are novel and can be used as a benchmark for future studies. در این تحقیق، یک مدل تحلیلی به منظور بررسی ارتعاشات آزاد پانل-های ساندویچی مخروطی با هسته مشبک ارائه می شود. از یک روش تحلیلی- تقریبی معادل‌سازی جدید برای محاسبه پارامترهای سفتی معادل تقویت‌کننده‌ها استفاده می-گردد. در این روش، هسته مشبک با یک پوسته مخروطی کامپوزیتی معادل‌سازی می‌شود. تقویت‌کننده‌ها (هسته) به صورت تیر در نظر گرفته می‌شوند که قابلیت تحمل ممان‌های خمشی علاوه بر بار محوری را دارا می‌باشند. برای این منظور، در ابتدا با استفاده از آنالیز نیرو و ممان بر روی یک سلول واحد، پارامترهای سفتی معادل تقویت‌کننده‌ها تعیین می‌شوند و سپس به منظور دستیابی به سفتی کل سازه، با سفتی‌های پوسته‌ها جمع می‌شوند. با استفاده از روش گالرکین و تئوری کلاسیک دانل، معادلات حاکم بر پوسته ساندویچی استخراج و فرکانس‌های طبیعی ارتعاش به دست می‌آیند. به منظور اعتبار سنجی نتایج، یک مدل اجزای محدود سه بعدی نیز در نرم افزار آباکوس ساخته می‌شود. مقایسه نتایج توافق خوبی را نشان داد و اثبات کرد که مدل تحلیلی، از دقت کافی برای بررسی ارتعاشات سازه‌های ساندویچی مخروطی با هسته مشبک را داراست. نتایج حاضر جدید بوده و می‌تواند به عنوان مبنایی برای مطالعات آتی مورد استفاده قرار گیرد. https://jstc.iust.ac.ir/article_44819_0d898488000a8e9d85ceefedf10725ca.pdf

دانشگاه علم و صنعت ایران علوم و فناوری کامپوزیت 2383-3823 7 4 2021 02 19 Experimental investigation of surface finishing in cracked aluminum plates reinforced by composite patch under fatigue loading بررسی تجربی کیفیت سطح در صفحات آلومینیوم ترک خورده تقویت شده با وصله کامپوزیتی تحت بارگذاری خستگی 1171 1176 241916 10.22068/jstc.2021.119851.1624 FA مهدی نجف پور ملاباشی کارشناس ارشد ، مهندسی مکانیک ، دانشگاه تهران، تهرا ن مجید صفرآبادی دانشیار ، مهندسی مکانیک ، دانشگاه تهران، تهرا ن 0000-0002-6825-1928 مجتبی حقیقی یزدی استادیار ، مهندسی مکانیک ، دانشگاه تهران، تهرا ن. 0000-0002-9014-7844 Journal Article 2020 02 24 To prevent fatigue damages in cracked equipment and structures, the repair is known as a proper method. One of the best practices for repairing cracked plates is using polymer composites with adhesive bonding joints. In this paper, the effects of surface finishing on fatigue life of repaired plates with the composite patch were investigated. The single edge cracked plate was made of aluminum 1050 and the repair was applied for one side of the plate. The woven fiberglass was used as a patch and it was jointed to the cracked plate by Araldite adhesive. In this case, the roughened surface by sandpaper No.40 increased the plate properties by 55%. Also, the experimental results revealed that making low roughness on the cracked plate using sandpaper No.600 increases the life cycles by 7%. However, a higher value of roughness reduced the life cycles of repaired plates compared to the base case (plates without roughness) up to 25%. برای جلوگیری صدمات ناشی از خستگی در تجهیزات و سازه‌های ترک‌خورده، ترمیم به عنوان راهکاری مناسب شناخته شده است. از بهترین روش‌ها برای ترمیم قطعات ترک خورده، استفاده از کامپوزیت‌های پلیمری و اتصال با استفاده از چسب می‌باشد. در این مقاله به بررسی اثر کیفیت سطح در عمر خستگی قطعات ترمیم شده با وصله کامپوزیتی پرداخته می‌شود. صفحه ترک خورده از آلومینیوم 1050 با ترک لبه‌ای می‌باشد و ترمیم مورد استفاده به صورت یک طرفه بوده است. از الیاف شیشه حصیری شکل به عنوان وصله و از چسب آرالدیت برای اتصال وصله به قطعه ترک خورده استفاده شده است. نتایج آزمایش تجربی نشان می‌دهد که ایجاد زبری کم با استفاده از کاغذ سنباده 600 می‌تواند باعث افزایش عمر % 7 در قطعات ترمیمی شود. اما با افزایش مقدار زبری از این مقدار، عمر قطعات از حالت پایه (حالت زبر نشده) کمتر می‌گردد؛ تا جایی که قطعات زبر شده با کاغذ سنباده 40 منجر به کاهش عمر در حدود % 25 می‌گردد. https://jstc.iust.ac.ir/article_241916_001f866af5a5fca45c9cc7b0ee439ec6.pdf

دانشگاه علم و صنعت ایران علوم و فناوری کامپوزیت 2383-3823 7 4 2021 02 19 Parametric investigation of dynamics of beams made of FG material with longitudinal and whirling movements exposed to axial forces مطالعه پارامتریک تیرهای با حرکات طولی و دورانی تحت بارمحوری متشکل از مواد ویسکوالاستیک هدفمند محوری 1177 1188 44818 10.22068/jstc.2020.121449.1637 FA علی فروغی دانشجوی کارشناسی ارشد، گروه مهندسی مکانیک، دانشکده مکانیک، دانشگاه تربیت مدرس، تهران محمدرضا قضاوی دانشیار، مهندسی مکانیک، دانشگاه تربیت مدرس، تهرا ن. Journal Article 2020 03 05 To improve the performance of the bi-gyroscopic systems, vibration and stability of an axially graded beam with both axial and rotational motion subjected to axial load have been studied. In addition, a detailed parametric study was performed to explain the effect of various key factors such as range of axial graded of materials, type of material distribution, viscosity coefficient, rotation and axial motion on the dynamic of the system. It was assumed that the material properties of the system change linearly or exponentially in the longitudinal direction. The critical axial and rotational speeds of the system were obtained by using the Galerkin discretization technique and eigenvalue analysis. An analytical method was used to identify system instability thresholds. The stability graphs were inspected. For the first time in this paper, it was verified that the stability evolution of the structure could be changed by properly regulating the axial graded of the material. It was concluded that changes in density gradient parameters and elastic modulus have opposite effects on the divergence and flutter boundaries of the system. Also, the destabilizing influences of compressive axial load can be reduced by determining the density gradient and elastic modulus in the longitudinal direction, simultaneously. در این مقاله، باهدف بهبود عملکرد سیستم‌های بایژیروسکوپیک، ارتعاشات و پایداری یک تیر مدرج محوری با جفت حرکت‌های محوری و دورانی تحت بارمحوری مطالعه شده است. همچنین، یک مطالعه پارامتریک مفصل به‌منظور توضیح اثر فاکتورهای کلیدی مختلف مانند نرخ درجه‌بندی محوری مواد، نوع توزیع مواد، ضریب ویسکوزیته، چرخش و حرکت عبوری کوپل بر مشخصات دینامیکی سیستم انجام‌شده است. فرض شده است مشخصات مادی سیستم در راستای طولی به‌صورت خطی یا نمایی تغییر می‌کنند. با استفاده از تکنیک گسسته سازی گالرکین و تحلیل مقدار ویژه، سرعت‌های محوری و چرخشی بحرانی سیستم به دست می‌آیند. یک روش تحلیلی نیز برای شناسایی آستانه‌های ناپایداری سیستم به‌کاربرده شده است. نقشه‌های پایداری سیستم آزموده شدند و برای اولین بار در این مقاله نشان داده‌شده است که با تنظیم صحیح درجه‌بندی محوری مواد می‌توان روند تکامل پایداری سیستم را تغییر داد. نتیجه شده است که تغییرات پارامترهای گرادیان چگالی و مدول الاستیک اثرهای متضاد بر محدوده‌های دایورژنس و فلاتر سیستم دارند. همچنین نتایج نشان داده‌اند که با تعیین هم‌زمان گرادیان چگالی و مدول الاستیک در راستای طولی می‌توان اثرات ناپایدارکننده نیروی محوری فشاری را تقلیل داد.. https://jstc.iust.ac.ir/article_44818_185d74f7b374c0ac461ca88fdb8c8b4a.pdf

دانشگاه علم و صنعت ایران علوم و فناوری کامپوزیت 2383-3823 7 4 2021 02 19 Experimental study on the mechanical properties, morphology and fluidity of ABS/PBT/CNT nanocomposites مطالعه تجربی خواص مکانیکی، شکل شناسی و جریان پذیری در نانوکامپوزیت ABS/PBT/CNT 1189 1196 241917 10.22068/jstc.2021.122765.1644 FA میلاد آقالاری کارشناس ارشد، مهندسی مکانیک، دانشگاه تبریز، تبریز فرشاد حیدری کارشناس ارشد، مهندسی مکانیک، دانشگاه تبریز، تبریز کریم شلش نژاد دانشیار، مهندسی مکانیک، دانشگاه تبریز، تبریز تاجبخش نوید چاخرلو استاد، مهندسی مکانیک، دانشگاه تبریز، تبریز Journal Article 2020 03 08 Acrylonitrile-butadiene-styrene (ABS) polymer owing to its relatively good mechanical properties is broadly used in the production of plastic products. However, ABS low fluidity prevents molding of thin-walled products. In this study, poly (butylene terephthalate) (PBT) was applied into ABS to enhance fluidity. In addition, carbon nanotubes utilized to promote mechanical performances. ABS/PBT blends of three different weight percentages (90/10, 80/20, 70/30) and nanocomposites based on ABS/PBT (80/20) blend containing 0.1, 0.3 and 0.5 wt. % of carbon nanotubes were prepared by employing a twin-screw extruder and an injection molding machine. The mechanical properties including tensile, flexural and impact resistance along with morphology and fluidity of different samples were investigated. The presence of 10, 20 and 30 wt.% PBT in ABS elevated the melt flow index as much as 25, 58 and 78% respectively as compared to pure ABS. The inclusion of PBT enhanced tensile and flexural strengths but reduced notched impact resistance. The existence of carbon nanotubes in ABS/PBT improved mechanical properties. The highest tensile strength was observed in nanocomposite containing 0.5 wt.% carbon nanotubes. The maximum flexural strength and impact resistance were observed in nanocomposite containing 0.3 wt.% carbon nanotubes. SEM studies showed the significant effect of CNT inclusion on the fracture morphology of nanocomposite samples. پلیمر اکریلونیترایل-بوتادین-استایرن (ABS) به دلیل برخورداری از خواص نسبتاً خوب مکانیکی، کاربرد های زیادی در تولید محصولات پلاستیکی دارد. از سوی دیگر، جریان پذیری پایین ABS، امکان قالبگیری محصولات نازک را سلب می کند. در این پژوهش، برای افزایش فرایندپذیری، پلیمر پلی ‌بوتیلن ترفتالات (PBT) به ABSافزوده شد. افزون بر این، از نانولوله های کربنی (CNT) برای بهبود مقاومت مکانیکی استفاده شد. آمیخته‌های ABS/PBT در سه درصد وزنی مختلف (90/10, 80/20, 70/30) و نانوکامپوزیت های بر پایه آمیخته (80/20) ABS/PBT حاوی 0.1، 0.3 و 0.5 درصد وزنی نانولوله‌های کربنی با استفاده از دستگاه اکسترودر دوپیچه و دستگاه قالب‌گیری تزریقی تولید شد. خواص مکانیکی شامل مقاومت کششی، خمشی و ضربه‌ای، و نیز شکل شناسی و جریان پذیری نمونه‌های مختلف مطالعه شد. افزودن 10، 20 و 30 درصد وزنی PBT به ABS، شاخص جریان مذاب (MFI) را به ترتیب 25، 58 و 78 درصد نسبت به ABS خالص افزایش داد. حضور فاز PBT در زمینه ABS باعث افزایش استحکام کششی و خمشی شد، ولی مقاومت به ضربه شکافدار را کاهش داد. بکارگیری نانولوله های کربنی در ABS/PBT باعث بهبود خواص مکانیکی شد. بیشترین مقاومت کششی در نانوکامپوزیت حاوی 0.5 درصد وزنی نانولوله‌های کربنی، و بیشترین مقاومت خمشی و ضربه ای نیز در نانو کامپوزیت حاوی 0.3 درصد وزنی نانولوله‌های کربنی مشاهده شد. نتایج آزمون های شکل شناسی، اثر قابل توجه نانولوله های کربنی بر شکل شناسی شکست نمونه های نانوکامپوزیتی را نشان داد. https://jstc.iust.ac.ir/article_241917_4113dcc3b69adb5cafbaf10ad765c74d.pdf

دانشگاه علم و صنعت ایران علوم و فناوری کامپوزیت 2383-3823 7 4 2021 02 19 Investigation of the Effect of Graphene Nano Plates and Carbon Nanotubes on the Improvement of Mechanical Properties of Aluminum Matrix Nanocomposites بررسی اثر نانوصفحات گرافن و نانوتیوب کربن بر بهبود خواص مکانیکی نانوکامپوزیت زمینه آلومینیومی 1197 1206 241918 10.22068/jstc.2021.122814.1645 FA ابوالفضل بابازاده کارشناسی ارشد، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشکده فنی، دانشگاه تهران، تهرا ن محمد جعفر حداد استادیار، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشکده فنی، دانشگاه تهران، تهرا ن مجید صفرآبادی دانشیار، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشکده فنی، دانشگاه تهران، تهرا ن 0000-0002-6825-1928 Journal Article 2020 03 19 One of the methods to improve and achieve superior properties, is to modify and optimize the Manufacturing Process and to consider the use of nanoparticles as reinforcements in these materials. In this regard, stir casting method is considered as one of the methods of distribution of refractory particles in the melt and three percent by weight of 0.01, 0.05 and 0.1% of graphene nameplates and carbon nanotubes as reinforcements particles added to The primary alloy A356, due to the properties of carbon based nanoparticles. The optimum conditions, including the rotational speed of the graphite mixer, 500 RPM, were obtained for one-minute mixing in a row, at 740⁰C. The results of elemental, phasic and microstructural analysis, confirmed, the distribution correctly of reinforcements nanoparticles in the composite matrix. The tensile test showed, an increase in yield, ultimate and fracture strength, and also strain, so that the maximum increase in strength and strain using 0.1 wt.% graphene, was 28% and 2.6%, respectively. Also, by using 0.1 wt.% carbon nanotube, the nanocomposite hardness increased to 88.4 Vickers, indicating a 33% improvement in the ratio of non-reinforced alloy. کامپوزیت‌ها، از جمله مواد مهندسی هستند که به دلیل دارابودن خواص مهمی نظیر نسبت استحکام به وزن بالا، مقاومت به خوردگی و دامنه گسترده تغییر در خواص فیزیکی و مکانیکی، مورد توجه پژوهشگران قرار گرفته‌اند. از راه‌های بهبود و دستیابی به خواص برتر، اصلاح و بهینه‌سازی فرآیند تولید و توجه به استفاده از نانوذرات، به عنوان مقاوم‌ساز در این مواد، است. در همین‌راستا، روش ریخته‌گری گردابی به عنوان یکی از روش‌های توزیع ذرات مقاوم‌ساز در مذاب، در نظر گرفته شده و با توجه به خواص نانوذرات پایه کربنی، از سه درصد وزنی 0.01، 0.05 و 0.1 از نانوصفحات گرافن و نانو تیوب کربن به عنوان ذرات مقاوم‌ساز در آلیاژ اولیه A356 استفاده شد. با چندین مرتبه سعی و خطا، مناسب‌ترین شرایط برای اضافه کردن مقاوم‌سازها به مذاب حاصل شد. این شرایط شامل سرعت چرخش همزن گرافیتی، RPM 500 به مدت یک دقیقه به صورت متوالی و در دمای 740 درجه سانتیگراد حاصل شد. آنالیز عنصری، فازی و بررسی‌های ریزساختاری، توزیع و ایجاد نانوذرات مقاوم‌ساز را در زمینه کامپوزیت تایید کرد. آزمون کشش، بهبود استحکام تسلیم، نهایی و شکست را نشان داد، به گونه‌ای که حداکثر افزایش استحکام و ازدیاد طول، با استفاده از 0.1 درصد وزنی گرافن، 28% و 2.6% بوده است. هم‌چنین با استفاده از 0.1 درصد وزنی نانوتیوب کربن، سختی نانوکامپوزیت تا 88.4 ویکرز افزایش یافته که بهبود 33% را نسبت آلیاژ بدون مقاوم‌ساز نشان می‌دهد. افزایش همزمان استحکام و کرنش از مهم‌ترین نتایج این پژوهش است. https://jstc.iust.ac.ir/article_241918_20112f0c0204b8698cebbdb633f1adb0.pdf

دانشگاه علم و صنعت ایران علوم و فناوری کامپوزیت 2383-3823 7 4 2021 02 19 Modelling and optimization of parameters affecting the tensile strength and ductility of aluminum-based composite produced by FSA via RSM مدل‌سازی و بهینه‌سازی پارامترهای موثر بر استحکام کششی و انعطاف‌پذیری کامپوزیت زمینه آلومینیومی حاصل از فرآیند FSA با استفاده از روش RSM 1207 1216 242369 10.22068/jstc.2021.123856.1647 FA مهدی وحدتی استادیار، مهندسی مکانیک، دانشکده مهندسی مکانیک و مکاترونیک، دانشگاه صنعتی شاهرود، شاهرو د Journal Article 2020 04 02 One of the new methods to improve the mechanical properties of surface layers is the friction stir processing (FSP). If the FSP process is carried out with a consumable material, this new process is known as the friction stir alloying (FSA). Therefore in this research, the Al7075 surface composites by using reinforcing particles (Al2O3) were produced based on this process in accordance with the DOE approach. So, the RSM was selected as the experiment design method and variable factors such as: tool rotational speed, tool feed rate, tool shoulder diameter and size of reinforcing particles were determined as the input variables. The results of ANOVA and regression analysis of experimental data approved the accuracy of regression equations and showed that the tool feed rate, tool shoulder diameter and size of reinforcing particles with linear and second-order effects, affect on the tensile strength and ductility of the composite specimens. Also, if the tool rotational speed is set at 800 rpm, increasing the tool shoulder diameter from 9 mm to 15 mm will increase the tensile strength of the composite specimens by 17.97%. In addition, lowering the tool feed rate from 60 mm/min to 20 mm/min and reducing the size of alumina particles from 50 micron to 20 micron, will increase the ductility of composite specimens by 1.85% and 5.04%, respectively. Finally, by achieving maximum value of desirability function (0.915), the optimal condition of input variables was determined. In addition, the optimal condition has been confirmed by implementing the verification test. یکی از روش‌های جدید برای بهبود خواص مکانیکی لایه‌های‌ سطحی، فرآوری اصطکاکی اغتشاشی (FSP) است. در صورتی که فرآیند FSP به همراه یک ماده مصرفی انجام شود، این فرآیند جدید تحت عنوان آلیاژسازی اصطکاکی اغتشاشی (FSA) شناخته می‌شود. از این‌رو در پژوهش پیش‌رو، کامپوزیت‌های سطحی Al7075 با به‌کارگیری ذرات تقویت‌کننده از جنس آلومینا، با استفاده از این فرآیند و منطبق بر اصول طراحی آزمایش، تولید شدند‌. بدین منظور، روش RSM به عنوان روش طراحی آزمایش، انتخاب گردید و متغیرهای: سرعت دورانی ابزار، نرخ پیشروی ابزار، قطر شانه ابزار و اندازه ذرات تقویت‌کننده به عنوان متغیرهای ورودی فرآیند، تعیین شدند. نتایج حاصل از آنالیز واریانس و تحلیل رگرسیون داده-های حاصل از آزمون‌های تجربی، صحت و دقت معادلات رگرسیون را مورد تأیید قرار داد و نشان داد که نرخ پیشروی ابزار، قطر شانه ابزار و اندازه ذرات تقویت‌کننده با تأثیرات خطی و مرتبه دوم، بر استحکام کششی و انعطاف‌پذیری نمونه‌های کامپوزیتی موثر هستند. همچنین، در صورتی که سرعت دورانی ابزار در مقدار 800 rpm تنظیم شود، افزایش قطر شانه ابزار از 9 mm به15 mm باعث افزایش 17.97 درصدی استحکام کششی نمونه‌های کامپوزیتی می‌شود. علاوه بر این، کاهش نرخ پیشروی ابزار از 60 mm/min به 20 mm/min و کاهش اندازه ذرات آلومینا از 50 میکرون به 20 میکرون، به ترتیب موجب افزایش انعطاف‌پذیری نمونه‌های کامپوزیتی به میزان 1.85 % و 5.04 % می‌شود. در پایان، با دستیابی به مقدار بیشینه تابع مطلوبیت (0.915)، شرایط بهینه‌ متغیرهای ورودی فرآیند تعیین شد و با اجرای آزمون صحه‌گذاری، به تأیید رسید. https://jstc.iust.ac.ir/article_242369_140237ed9a710f6c09e200dbc0fa51d5.pdf

دانشگاه علم و صنعت ایران علوم و فناوری کامپوزیت 2383-3823 7 4 2021 02 19 Global buckling load calculation of the of sandwich conical shells with lattice cores subjected to axial compression loading using a novel smeared method محاسبه بارکمانش کلی پوسته‌های ساندویچی مخروطی کامپوزیتی با هسته مشبک تحت بار محوری با استفاده از یک روش معادل‌سازی جدید 1217 1226 241919 10.22068/jstc.2021.124132.1649 FA مهدی زارعی دانشجوی دکترا، مهندسی مکانیک، دانشگاه تربیت مدرس، تهرا ن. غلامحسین رحیمی استاد، مهندسی مکانیک، دانشگاه تربیت مدرس ، تهران. Journal Article 2020 04 08 In the present paper, an analytical model was presented according to a novel smeared stiffener approach in order to predict the global buckling load of composite sandwich conical shells with lattice core subjected to axial compression loading. The sandwich panel was made up of two skins and a lattice core. A smeared method was developed to approximate the lattice core with an equivalent composite shell. First, using the forces and moments analyses of a unit cell, the stiffness contribution due to the lattice were determined and then superimposed with those of the inner and outer skins in order to obtain the stiffness parameters of the whole panel. The governing equations were extracted according to the classical shell theory of Donnell type. Galerkin method was employed to obtain the buckling loads of the composite sandwich conical shells. A 3-D finite element model was also created using ABAQUS software in order to validate the analytical results. The comparison of the results indicated a good agreement between the two implemented methods and revealed that the proposed analytical model is accurate enough to predict the buckling behavior of sandwich conical shells with lattice core. در این مقاله، مدلی تحلیلی براساس یک تکنیک معادل‌سازی جدید جهت پیش‌بینی کمانش کلی پوسته‌های ساندویچی مخروطی با هسته مشبک تحت بار محوری ارائه شده است. سازه ساندویچی از دو پوسته مخروطی داخلی و خارجی به همراه هسته‌ای مشبک از تقویت‌کننده‌ها که ما بین این دو پوسته قرار می‌گیرند، تشکیل می-شود. از یک روش تحلیلی-تقریبی معادل‌سازی توسعه‌یافته جهت معادل‌کردن هسته مشبک با یک پوسته کامپوزیتی استفاده می‌گردد. در ابتدا سفتی معادل هسته مشبک با استفاده از آنالیز نیرو و ممان بر روی یک سلول واحد از ساختار مشبک به دست می‌آید و سپس با استفاده از روش جمع آثار و به منظور دستیابی به سفتی کل سازه، با سفتی‌های پوسته‌ها جمع می-شوند. معادلات حاکم بر پوسته ساندویچی بر اساس تئوری کلاسیک دانل استخراج می‌شوند. از روش گالرکین برای محاسبه بارکمانش پوسته‌های ساندویچی مخروطی استفاده می‌شود. جهت صحت‌سنجی نتایج روش تحلیلی، یک مدل اجزای محدود سه‌بعدی نیز در نرم افزار آباکوس ساخته می-شود. مقایسه نتایج نشان داد که دو روش مذکور تطابق خوبی با هم داشته و مدل تحلیلی از دقت کافی برای پیش‌بینی رفتار کمانشی پوسته‌های مخروطی ساندویچی با هسته مشبک برخوردار است. https://jstc.iust.ac.ir/article_241919_05ad7ef1c38caac33be8e872025c7007.pdf

دانشگاه علم و صنعت ایران علوم و فناوری کامپوزیت 2383-3823 7 4 2021 02 19 Creep strength of hybrid composites used in power transmission line conductors استحکام خزشی کامپوزیت های هیبریدی مورد استفاده در هادی‌های خطوط انتقال برق 1227 1234 241920 10.22068/jstc.2021.124560.1651 FA محسن مالمراد دانشجوی دکترا، مهندسی مکانیک، دانشگاه شهید بهشتی، تهرا ن خسرو رحمانی دانشیار، مهندسی مکانیک، دانشگاه دانشگاه شهید بهشتی ، تهرا ن. روح اله سرفراز استادیار، مهندسی مکانیک، دانشگاه دانشگاه شهید بهشتی ، تهران. Journal Article 2020 04 12 In this paper, the creep strength of hybrid composites used in the new generation of power transmission line conductors is predicted. The hybrid composite rods consist of carbon fiber/epoxy composite core surrounded by a glass fiber/epoxy composite shell. The hybrid rods were fabricated by using the pultrusion process. Dynamic mechanical analysis was carried out at various frequencies on specimens cut from the carbon/epoxy fiber composite core. In addition, the hybrid composite rods were subjected to three-point bending experiments at constant loading rate and different temperatures. The master curve of the storage modulus corresponding to carbon/epoxy composite core was derived at the desired reference temperature based on the time-temperature superposition principle. Consequently, the master curve of the constant strain rate flexural strength was constructed using the time-temperature shift factors and the monotonic flexural strengths of hybrid composites at different temperatures. Based on these data, the creep strength master curve was developed at the operating temperature. The prediction of creep life based on the constructed master curve shows a proper response of these conductors at service condition. در این مقاله، استحکام خزشی کامپوزیت هیبریدی مورد استفاده در نسل جدید هادی‌های پرظرفیت خطوط انتقال برق در دماهای عملکردی پیش‌بینی شده است. میله‌های کامپوزیت هیبریدی مورد استفاده در مغزی این هادی‌ها به صورت تک‌جهتی و متشکل از هسته کربن-اپوکسی و پوسته شیشه-اپوکسی به روش پالتروژن ساخته شده‌اند. جهت تعیین مقادیر مدول ذخیره و مدول اتلاف بر حسب دما، آنالیز دینامیکی-مکانیکی بر روی نمونه‌های برش داده شده از هسته کربن-اپوکسی در فرکانس‌های مختلف صورت گرفته است. همچنین آزمون خمش سه نقطه‌ای متناسب با دمای کارکرد هادی‌ها، در چند دمای مختلف با نرخ بارگذاری ثابت بر روی نمونه‌های میله‌ای کامپوزیت هیبریدی انجام شده است. با استفاده از اصل برهم-نهی دما-زمان و استفاده از نتایج آنالیز دینامیکی-مکانیکی، نمودار مادر مدول ذخیره در دمای مرجع دلخواه ایجاد شده است. با استفاده از عامل انتقال دما-زمان بدست آمده از نمودار مادر مدول ذخیره و نیز استحکام‌های خمشی کامپوزیت هیبریدی در دماهای مختلف، نمودار مادر استحکام خمشی با نرخ کرنش ثابت ساخته شده است. سپس با استفاده از روش‌های موجود، نمودار مادر استحکام خزشی در دمای کاری دلخواه رسم شده است که می‌تواند جهت ارزیابی دوام هادی‌های مذکور در صنعت انتقال برق مورد استفاده قرار گیرد. پیش‌بینی عمر خزشی در شرایط بارگذاری حدی نشان می‌دهد که این هادی‌ها رفتار خزشی خوبی در شرایط عملکردی در مدت طولانی دارند. https://jstc.iust.ac.ir/article_241920_14263f64510a60c26f9a986292a121ca.pdf

دانشگاه علم و صنعت ایران علوم و فناوری کامپوزیت 2383-3823 7 4 2021 02 19 Comparison of numerical and analytical cohesive zone length models in the delamination of composite laminates مقایسه عددی و تحلیلی مدل‌های محاسبه طول ناحیه چسبناک در جدایش بین لایه‌ای چندلایه‌های کامپوزیتی 1235 1242 44817 10.22068/jstc.2020.125201.1655 FA علی اسمعیلی دانشجوی کارشناسی ارشد، مهندسی مکانیک، دانشگاه علم و صنعت ، تهران. فتح الله طاهری بهروز دانشیار، مهندسی مکانیک، دانشگاه علم و صنعت، تهران 0000-0003-0858-5691 Journal Article 2020 04 23 In recent decades, the use of composite materials in engineering structures has increased dramatically.. Therefore, it is necessary to understand the structure and mechanisms of damage to these materials. Among the most common damages in composite materials, delamination is one of the catastrophic failure modes. Cohesive zone model is one of the appropriate tools for analyzing the phenomenon of delamination in the laminated composites. The cohesive zone model analyzes the delamination by tracking the damage from its onset to its evolution. In the cohesive zone model, the area behind the crack tip, where the cohesive forces are active, is of great importance. This zone is directly affected by loading mode, fracture energy and cohesive strength, active elastic modulus, and structural geometry. Many models have been proposed to estimate the length of the cohesive zone. In this study, the length of the cohesive zone in first and second pure mode was obtained by using finite element analysis in Abaqus software. The results of the simulation were compared with the analytical models for estimating the length of the cohesive zone. It was observed a more accurate estimate of the cohesive zone length in models that consider the material type and effect of structural geometry. در دهه‌های اخیر، استفاده از مواد کامپوزیتی در سازه‌های مهندسی به‌طور چشم‌گیری افزایش یافته است. بنابراین درک ساختار و مکانیزم‌های آسیب در این مواد ضروری است. در میان آسیب‌های رایج مواد کامپوزیتی، آسیب تورق یا جدایش بین‌لایه‌ای از مودهای خطرناک آسیب است. مدل ناحیه چسبناک یکی از ابزارهای مناسب برای بررسی و تحلیل پدیده تورق در کامپوزیت‌های لایه‌ای است. مدل ناحیه چسبناک با ردیابی آسیب از شروع تا تکامل آن، به تحلیل تورق می‌پردازد. در مدل ناحیه چسبناک، ناحیه پشت نوک ترک که در آن نیروهای چسبنده فعال هستند، از اهمیت بالایی برخوردار است. این ناحیه به طور مستقیم تحت تاثیر مود بارگذاری، انرژی شکست، تنش بیشینه ناحیه چسبناک، مدول الاستیک موثر و هندسه سازه است. مدل‌های بسیاری برای تخمین طول ناحیه چسبناک پیشنهاد شده است. در این پژوهش طول ناحیه چسبناک در مود بارگذاری یک و دو خالص، با استفاده از تحلیل اجزای محدود در نرم‌افزار آباکوس استخراج شد. این نتیجه‌ها با مدل‌های تحلیلی تخمین طول ناحیه چسبناک مقایسه شد. در مدل‌هایی که علاوه بر اثر نوع ماده، اثر هندسه سازه نیز در تخمین طول ناحیه چسبناک در نظر گرفته شد، تخمین دقیق‌تری از طول این ناحیه مشاهده شد https://jstc.iust.ac.ir/article_44817_908c5a804c204a58e06d8f7f0b7e53b7.pdf

دانشگاه علم و صنعت ایران علوم و فناوری کامپوزیت 2383-3823 7 4 2021 02 19 Vibration Suppression of Composite Plate Reinforced by CNTs On Elastic Foundation Using Active Control Method کاهش نوسانات صفحه کامپوزیتی تقویت شده با نانولوله کربنی بر روی بستر الاستیک به روش کنترل فعال 1243 1254 242370 10.22068/jstc.2020.125667.1656 FA امیر امینی زازرانی دانشجوی دکتری، دانشکده مهندسی برق و کامپیوتر، دانشگاه کاشا ن علیرضا فرجی استادیار، دانشکده مهندسی برق و کامپیوتر، دانشگاه کاشان. مهدی محمدی مهر دانشیار، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه کاشان. Journal Article 2020 05 03 The issue of reducing the oscillations of the solar panels of satellites, which have the highest level of contact with solar radiation and aerodynamic forces, is important. Using of composite structures reinforced with carbon nanotubes increases the strength of these plates. The solar panels are vibrated by aerodynamic forces and solar radiations, and vibrations can be reduced with the help of piezoelectric patches and a controller design independent of the satellite control system. piezoelectric patches are active controllable elements that are used in both sensors and operators, and the use of an accurate and efficient model of their physical, electrical, and elastoelectric properties is required. In this study, first the dynamic model of the plate with a new structure in the state space is obtained and the equations are linearized. Then an active linear quadratic regulator controller is designed. The simulation results show vibration suppression of the plate and robust performance of the proposed controller in presence of the model uncertainties and environmental disturbances. موضوع کاهش نوسانات صفحات خورشیدی ماهواره‌ها که بیشترین سطح تماس را با تشعشعات خورشیدی و نیروهای آیرودینامیکی دارند، دارای اهمیت است. استفاده از ساختارهای کامپوزیتی تقویت شده با نانولوله-های کربنی بر استحکام این صفحات می‌افزاید. از جمله نیروهای اغتشاشی تاثیرگذار بر صفحات خورشیدی، نیروهای آیرودینامیکی و تشعشعات خورشیدی است که می‌توان به کمک پیزوالکتریک‌ها و طراحی کنترل‌کننده‌ مستقل از سیستم کنترل ماهواره برای آنها، نوسانات را کاهش داد. پیزوالکتریک‌ها المان‌هایی با قابلیت کنترل فعال هستند که به دو صورت سنسور و عملگر مورد استفاده قرار می‌گیرند و مدل دقیق و کارا از خواص فیزیکی، الکتریکی و الاستوالکتریک آن‌ها مورد نیاز است. در این مطالعه ، ابتدا مدل دینامیکی صفحه‌ی دارای ساختار جدید در فضای حالت بدست آمده و معادلات خطی سازی شده است. سپس کنترل‌کننده‌ فعال تنظیم کننده خطی-درجه دوم برای آن طراحی شده است. نتایج شبیه‌سازی نشان دهنده کاهش نوسانات صفحه و رفتار مقاوم کنترل‌کننده پیشنهادی در برابر انواع عدم قطعیت و اغتشاشات محیطی وارده به صفحه است. https://jstc.iust.ac.ir/article_242370_a84b8ce82f9b472bd534547ae04f1b0d.pdf

دانشگاه علم و صنعت ایران علوم و فناوری کامپوزیت 2383-3823 7 4 2021 02 19 Finite Element Analysis of the Adhesive behavior of Shape Memory Alloy fiber and Polymer Concrete مطالعه المان محدود رفتار چسبندگی الیاف از جنس آلیاژهای حافظه‌دار شکلی با بتن پلیمری 1255 1262 242325 10.22068/jstc.2021.128359.1661 FA امیر ابراهیم اکبری بقال دانشجوی دکتری، گروه مهندسی عمران، واحد مراغه، دانشگاه آزاد اسلامی، مراغه. 0000-0002-3117-9440 احمد ملکی دانشیار، گروه مهندسی عمران، واحد مراغه، دانشگاه آزاد اسلامی ، مراغه. رامین وفائی پور سرخابی استادیار، گروه مهندسی عمران، واحد تبریز، دانشگاه آزاد اسلامی ، تبریز. Journal Article 2020 06 07 In the present study, the pullout behavior of shape memory alloy fibers and concrete was studied. To perform the simulations, a three-dimensional finite element method was used and the supralastic behavior of shape memory fibers was defined using UMAT subroutine in ABAQUS software. In order to consider more realistic assumptions, the interaction between fibers and concrete has been simulated using the concept of transitional area of the contact surface. The contact surface parameters were obtained using the inverse finite element method and experimental test data performed on a fiber sample. After validating the results using experimental testing, the effect of diameter parameters and embedded length on the adhesive behavior of this type of fiber with concrete has been studied. Finally, in order to evaluate the performance of shape memory fiber fibers, the pullout behavior of this type of fiber has been compared with the corresponding steel fibers. The results show that for fibers with a diameter of 0.5 mm, with increasing the embedded length from 10 mm to 30 mm, the pullout strength for SMA and steel fibers increases by about 17% and 12%, respectively. Based on this, it was observed that the use of shape memory fibers significantly improves the effective pullout parameters of fiber from concrete, which can be attributed to the strong surface adhesion forces between shape memory fibers and concrete. در تحقیق حاضر با استفاده از تست‌های تجربی و شبیه‌سازی المان محدود، رفتار بیرون کشیدگی الیاف حافظه‌دار شکلی از بتن پلیمری مطالعه می‌شود. جهت انجام شبیه‌سازی‌ها از روش المان محدود سه‌بعدی استفاده شده و رفتار سوپرالاستیک الیاف حافظه‌دار شکلی توسط سابروتین یومت در نرم‌افزار آباکوس تعریف می‌شود. به منظور در نظر گرفتن فرضیات واقع‌بینانه‌تر، اندرکنش الیاف و بتن با استفاده از مفهوم ناحیه انتقالی سطح مشترک شبیه‌سازی شده که پارامترهای آن با استفاده از روش المان محدود معکوس و استفاده از نتایج تست تجربی انجام پذیرفته بر روی یک نمونه الیاف به دست آمده است. پس از صحت‌سنجی نتایج با استفاده از تست‌های تجربی، تأثیر قطر و طول مدفون شدگی بر رفتار چسبندگی این نوع الیاف با بتن مطالعه شده است. در نهایت، به منظور بررسی عملکرد الیاف حافظه‌دار شکلی، رفتار بیرون کشیدگی این نوع الیاف با الیاف فولادی متناظر نیز مقایسه شده است. نتایج نشان می‌دهد برای الیاف با قطر 0.5mm، با افزایش طول مدفون شدگی از 10mm به 30mm نیروی بیرون کشیدگی برای الیاف حافظه‌دار شکلی و فولادی به ترتیب در حدود 17% و 12% افزایش می‌یابد. بر این اساس، مشاهده می‌شود که استفاده از الیاف حافظه‌دار شکلی پارامترهای مؤثر بیرون کشیدگی الیاف از بتن را تا حد قابل توجهی بهبود می‌بخشند که علت این امر را می‌توان در نیروهای چسبندگی سطحی قوی بین الیاف حافظه‌دار شکلی و بتن دانست. https://jstc.iust.ac.ir/article_242325_f612ffb1f4c25603d0f6099295f1f491.pdf

دانشگاه علم و صنعت ایران علوم و فناوری کامپوزیت 2383-3823 7 4 2021 02 19 Finite element simulation of Hopkinson compression test to investigate the dynamic behavior of composite materials شبیه‌سازی اجزا محدود دستگاه تست هاپکینسون نوع فشاری برای بررسی رفتار دینامیکی مواد کامپوزیتی 1263 1270 241922 10.22068/jstc.2021.137311.1684 FA مریم محمدزاده دانشجوی کارشناسی ارشد، مهندسی مکانیک، دانشگاه علم و صنعت ایران، تهران بهنام داودی دانشیار، مهندسی مکانیک، دانشگاه علم و صنعت ایران، تهران. 0000-0001-7102-3291 Journal Article 2020 10 03 Due to their high strength and low weight, composites are used in various structures, including turbines, missiles, cars, and more, and maybe subjected to dynamic loading. Therefore, to properly design the structure, it is crucial to know the mechanical behavior of composite materials in dynamic loads. The Hopkinson compression tester is a useful tool for studying the dynamic behavior of materials at high strain rates. In this paper, the Hopkinson compression system's design principles for composite samples are mentioned, and to determine the dynamic behavior of such materials, this system by ABAQUS software. The behavior of the S-2 glass/sc15 epoxy composite sample in the thickness direction is simulated by a compression Hopkinson system. To create an appropriate incident waveform and to establish the condition of constant strain rate and dynamic stress equilibrium, effective parameters of pulse shaper included diameter, thickness, and the length of the sticker bar was investigated. By comparing the waves obtained from the simulations with the experimental results of this composite sample, the compression Hopkinson simulation has been validated. Finally, using a copper pulse shaper with appropriate dimensions, the appropriate incident wave for the S-2 glass / sc15 epoxy sample is created at two strain rates of 550 and 2250. The conditions of constant strain rate and dynamic equilibrium are established in two strain rates. کامپوزیت‌ها به دلیل استحکام بالا و وزن کم در انواع مختلفی از سازه‌ها از جمله توربین‌ها، موشک‌ها، اتومبیل‌ها و موارد دیگر کاربرد دارند و ممکن است تحت بارگذاری دینامیکی قرار گیرند. بنابراین به منظور طراحی مناسب سازه، اطلاع از رفتار مکانیکی مواد کامپوزیتی در بارگذاری‌های دینامیکی مهم می‌باشد. دستگاه تست هاپکینسون فشاری ابزاری بسیار مناسب برای مطالعـه‌ی رفتـار دینـامیکی مـواد در نرخ کرنش‌های بالا می‌باشد. در این مقاله اصول طراحی دستگاه هاپکینسون فشاری برای نمونه‌های کامپوزیتی بررسی و به منظور تعیین رفتار دینامیکی اینگونه مواد، این دستگاه در کد تجاری آباکوس شبیه‌سازی شده است. رفتار نمونه‌ی کامپوزیتی S-2 glass/sc15 epoxy در جهت ضخامت توسط دستگاه هاپکینسون فشاری طراحی‌شده شبیه‌سازی شده است. برای ایجاد شکل موج حادثه مناسب و برقراری شرط نرخ کرنش ثابت و تعادل تنش دینامیکی، پارامترهای تاثیرگذار از جمله قطر و ضخامت شکل دهنده پالس و طول میله‌ی ضربه‌زن مورد مطالعه قرار گرفته است. همچنین با مقایسه‌ی امواج حاصل از شبیه‌سازی با نتایج تجربی این نمونه کامپوزیتی، شبیه‌سازی دستگاه هاپکینسون فشاری صحت سنجی شده است. در نهایت با استفاده از شکل‌دهنده موج از جنس مس با ابعاد مناسب، موج حادثه مناسب برای نمونه S-2 glass/sc15 epoxy در دو نرخ کرنش s-1 550 و s-1 2250 ایجاد شده است که شرایط نرخ کرنش ثابت و تعادل دینامیکی در دو نرخ کرنش برقرار شده است. https://jstc.iust.ac.ir/article_241922_1f306c2cdc8575cdf9c9e4a60010916c.pdf

دانشگاه علم و صنعت ایران علوم و فناوری کامپوزیت 2383-3823 7 4 2021 02 19 Investigation of the Effect of 3D printing parameters on shape-shifting of flat sturctures to Three-Dimensional Shapes بررسی تاثیر پارامترهای چاپ سه‌بعدی در تغییرشکل ساختارهای مسطح به شکل‌های سه‌بعدی 1271 1278 241923 10.22068/jstc.2021.141438.1693 FA مریم جمشیدی کارشناسی ارشد، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه تربیت مدرس،تهران. ایمان سلیمی نژاد دانشجوی دکتری، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه تربیت مدرس، تهران. محمد گلزار دانشیار ، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه تربیت مدرس ، تهرا ن. امیرحسین بهروش استاد، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه تربیت مدرس ، تهرا ن Journal Article 2020 11 25 3D printing technology is one of the new manufacturing methods that can be used to build folding structures. Folding structures are made flat and deformed into three-dimensional shapes by an actuator. FDM process is one of the most common and cheap 3D printing processes that in this study, the most effective parameters of this process were investigated. For this purpose, the optimal values of printing parameters including printing pattern, thickness of each layer, filling percentage and nozzle temperature to achieve maximum deformation (curvature) were determined by Taguchi experiment design. Then, by adjusting these parameters, the effect of printing speed and total thickness on curvature was investigated. The results showed that with increasing printing speed, the curvature increases and with increasing the total thickness, the curvature decreases. Also, assuming that the curvature is only due to thermal changes, the relationships were extracted using the classical layer theory and compared with the experimental results. This comparison showed that thermal changes alone are not the only cause of curvature and other factors such as residual stresses and shape memory seem to be involved. فناوری چاپ سه‌بعدی یکی از روش‌های نوین ساخت است که می‌تواند برای ساخت ساختارهای تاشونده مورد استفاده قرار گیرد. ساختارهای تاشو به صورت مسطح ساخته شده و با اعمال محرک به شکل‌های سه‌بعدی تغییرشکل می‌یابند. فرایند لایه‌نشانی مذاب یکی از مرسوم‌ترین و ارزان‌ترین فرایندهای چاپ سه‌بعدیست که در این پژوهش موثرترین پارامترهای این فرایند مورد بررسی قرار گرفتند. به این منظور ابتدا با طراحی آزمایش به روش تاگوچی مقادیر بهینه پارامترهای چاپ شامل الگوی چاپ، ضخامت هر لایه، درصد پر شدن و دمای نازل برای رسیدن به حداکثر تغییرشکل (انحنا) مشخص شدند. سپس با تنظیم این پارامترها، تاثیر پارامتر سرعت چاپ و ضخامت کل بر انحنا بررسی شد. نتایج نشان داد با افزایش سرعت چاپ انحنا افزایش و با افزایش ضخامت کل انحنا کاهش می‌یابد. همچنین با فرض اینکه انحنا تنها ناشی از تغییرات حرارتی است روابط با استفاده از نظریه کلاسیک لایه‌ای استخراج و با نتایج تجربی مقایسه شد. این مقایسه نشان داد که تنها تغییرات حرارتی عامل ایجاد انحنا نیست و به نظر می‌رسد عوامل دیگری مانند تنش‌های پسماند و خاصیت حافظه‌شکلی دخیل باشند. https://jstc.iust.ac.ir/article_241923_3471c419570f4043848ca18b0972aca3.pdf