۱۹ نتیجه برای شکریه
محمود مهرداد شکریه، سید مصطفی مهدوی،
دوره ۱۱، شماره ۳ - ( ۹-۱۳۹۰ )
چکیده
از مهمترین عوامل تأثیرگذار بر خواص مکانیکی پلیمر تقویت‌شده با نانولوله کربن، ابعاد نانولوله کربن و وجود ناحیه فاز واسط است که به سبب ساختار نانولوله تشکیل می‌گردد. در این پژوهش، روش تحلیلی جدیدی برای تعیین مدول پلیمر حاوی نانولوله کربن ارائه شده است. این تحقیق با در نظر گرفتن ساختار نانولوله کربن، ابعاد (قطر و طول نانولوله) و ناحیه فاز واسط به محاسبه مدول الاستیسیته نانوکامپوزیت می‌پردازد. مدل جدید ارائه شده با استفاده از روابط الاستیسیته، نانولوله کربن را به صورت تک‌رشته توپر با خواص ایزوتروپ عرضی معادل‌سازی نموده و در ادامه ناحیه فاز واسط بین نانولوله کربن و ماتریس که دارای پیوند واندروالس است را با روابط مکانیک محیط پیوسته، به صورت یک محیط مادی ایزوتروپ در نظر می‌گیرد. با در نظر گرفتن یک المان حجمی، یک تک‌رشته معادل ارائه می‌شود و با استفاده از رابطه هالپین-تسای و کویان مدول نانوکامپوزیت محاسبه می‌گردد. نتایج حاصل از این روش جدید، مطابقت بسیار مناسبی با داده‌های آزمایشگاهی متنوع را نشان می‌دهد. مزیت این مدل جدید آن است که برخلاف بسیاری از مدل‌های ارائه شده، نه تنها از روابط و مدلسازی‌های پیچیده استفاده نکرده، بلکه به کمک روابط الاستیسیته با سرعت بسیار بالایی به نتایجی با دقت بسیار مناسب می‌رسد.
محمود مهرداد شکریه، مجتبی الهی،
دوره ۱۲، شماره ۲ - ( ۴-۱۳۹۱ )
چکیده
این تحقیق به تخمین مدول ارتجاعی مؤثر بتن پلیمری با استفاده از یک مدل میکرومکانیکی جدید اختصاص داده شده است. توانمندی روابط اینکلوژن معادل در تحقیقات بیشماری به اثبات رسیده است. مدل موری-تاناکا از پرکاربردترین روش همگن سازی برای مواد مرکب دو-فازی است. این مدل در حالتی که ناخالصی¬های درون ماده مرکبِ دو-فازی هم راستا بوده و درصد حجمی آنها کم تا متوسط باشد، تانسور سفتی را با دقت خوبی تخمین می¬زند. معذلک زمانیکه درصد حجمی ناخالصی بالا است، این مدل قادر به تخمین تانسور سفتی با دقت مناسبی نیست. ضعف عمده مدل موری-تاناکا آن است که، در درصد حجمی-های بالا، در مدل اینکلوژن منفرد مرتبط خواص عنصر تقویت کننده هرگز خواص ماتریس را تحت تأثیر قرار نمی¬دهد. ایده مدل ارائه شده در این تحقیق این است که در درصد حجمی¬های بالا، در محیط اینکلوژن منفرد مرتبط، فاز ماتریس باید تحت تأثیر خواص فاز تقویت کننده قرار بگیرد. جهت بررسی صحت نتایج این مدل با آزمایش، دوازده نمونه بتن پلیمری با دو ترکیب متفاوت ساخته و آزمایش شد. علاوه بر این از نتایج تحقیقات دیگر نیز جهت بررسی درستی این مدل استفاده گردید. مقایسه نتایج مدل پیشنهادی با نتایج آزمایشی و نتایج تحقیقات دیگران، بر قابلیت این مدل صحه می¬گذارد.
محمود مهرداد شکریه، زهرا شکریه، سید مجید هاشمیان زاده،
دوره ۱۲، شماره ۳ - ( ۶-۱۳۹۱ )
چکیده
در این تحقیق تاثیر پارامترهای مختلف بر روی مدلسازی مدول یانگ صفحه گرافن بررسی شده است. از جمله می توان به ضخامت تک لایه گرافن، نوع بارگذاری و شرایط مرزی صفحه گرافن، در نظر گرفتن تاثیر اتم های غیرمجاور بر یکدیگر، نوع المان برای پیوند کربن-کربن، خواص مکانیکی پیوند کربن-کربن و ابعاد صفحه گرافن اشاره کرد. در این تحقیق مشاهده شد که ضخامت تک لایه گرافن و نوع المان در نظر گرفته شده در نرم افزار اجزای محدود برای پیوند کربن-کربن در مدلسازی مدول یانگ صفحه گرافن موثر می باشند. ضمنا تفاوت در نوع بارگذاری و شرایط مرزی صفحه گرافن تاثیر چندانی روی مدول یانگ صفحه گرافن نمی گذارد و می توان رفتار صفحه گرافن را ایزوتروپیک در نظر گرفت. همچنین در نظر گرفتن تاثیر اتم های غیر مجاور روی یکدیگر باعث افزایش زمان محاسبه و دقت بیشتر در محاسبات می شود. در نظر گرفتن خواص مکانیکی تیرهای نسبت داده شده به پیوندهای کربن-کربن نیز پارامتر مهمی در مدل کردن مدول یانگ صفحه گرافن می باشد. در خصوص ابعاد صفحه گرافن، مشاهده شد که وقتی طول و عرض صفحه گرافن از یک نانومتر کوچکتر شود، تاثیر ابعاد صفحه گرافن بر روی مدول یانگ صفحه گرافن زیاد می شود.
محمود مهرداد شکریه، احداله دانشور،
دوره ۱۲، شماره ۴ - ( ۸-۱۳۹۱ )
چکیده
چکیده- در این تحقیق، روش جدیدی برای کاهش تنش های پسماند مکرومکانیک در کامپوزیت های پلیمری لایه ای با استفاده از نانوالیاف کربنی ارائه شده است. برای این منظور، نخست با استفاده از روابط مایکرومکانیک کلاسیک و مایکرومکانیک بهبود یافته، ضریب انبساط حرارتی و مدول الاستیسیته زمینه پلیمری پرشده توسط نانوالیاف کربنی با درصدهای مختلف وزنی تعیین می شود. سپس با استفاده از زمینه بهبود یافته توسط نانوالیاف کربنی و روابط اختلاط در کامپوزیت ها، ضریب انبساط حرارتی و مدول الاستیسیته طولی و عرضی در یک تک لایه کامپوزیتی تعیین می شود. درنهایت، با استفاده از تئوری کلاسیک لایه ای در کامپوزیت ها، تنش های پسماند مکرومکانیک برای نانوکامپوزیت نانوالیاف/شیشه/اپوکسی با درصدهای مختلف وزنی محاسبه و نتایج مقایسه می شود. نتایج تنش های پسماند مکرومکانیک برای کامپوزیت های متقارن و نامتقارن نشان می دهد اضافه کردن نانوالیاف کربنی در زمینه کامپوزیت پلیمری به دلیل کاهش چشمگیر در ضریب انبساط حرارتی عرضی یک تک لایه، سبب کاهش تنش های مکرومکانیک در لایه ها تا میزان ۳۰% می شود.
مهناز ذاکری، مهدی شایانمهر، محمود مهرداد شکریه،
دوره ۱۲، شماره ۵ - ( ۱۰-۱۳۹۱ )
چکیده
مطالعه اتصال بین نانولوله و رزین دربرگیرنده آن، یکی از مسائل مهم در بررسی رفتار مواد نانوکامپوزیت تقویت شده با نانولوله¬های کربنی است. در این مقاله، نانولوله کربنی و رزین اطراف آن به صورت یک المان حجمی در نظر گرفته ¬شده و رفتار مکانیکی آن با استفاده از روش اجزای محدود تحلیل می¬شود. برای مدلسازی اتصالات، از المان فنر غیرخطی استفاده ¬شده و نیروی موثر بین نانولوله و رزین، بر اساس معادله لنارد- جونز تعیین می¬شود. ضخامت فاز واسط بین ۷/۱ تا ۸/۳ آنگستروم¬متر تغییر داده می¬شود تا تاثیر آن بر رفتار المان حجمی مطالعه گردد. بارگذاری کششی المان حجمی به دو صورت انجام می شود تا اتصال کامل بین نانولوله و رزین بررسی شود. در ادامه، میزان مدول الاستیسیته طولی المان حجمی با نسبت منظریهای مختلف و ضخامت¬های مختلف فاز واسط محاسبه شده و با نتایج تئوری قانون اختلاط در حوزه میکرومکانیک مقایسه و ارزیابی می شوند. نتایج این تحقیق نشان می¬دهد که در نسبت منظری¬های بسیار کم، میزان مدول الاستیسیته نزدیک به مقدار آن برای رزین یا نانولوله منفرد است ولی با افزایش نسبت منظری¬ عملکرد اتصالات بهتر شده و این مقدار به قانون اختلاط همگرا می شود.
محمود مهرداد شکریه، مظاهر سلامت طلب، محمد حیدری رارانی،
دوره ۱۳، شماره ۱ - ( ۱-۱۳۹۲ )
چکیده
در این تحقیق پدیده شروع و رشد ُمد اول تورق در نمونه تیر دو لبه یک سرگیردار برای دو تیر همسانگرد و کامپوزیتی با استفاده از تحلیل المان محدود انجام شده و تئوری¬های موجود مورد بررسی قرار گرفته است. این تئوری ها بر اساس قوانین کشش-جدایش بوده و از مدل های مختلف مانند خطی، دوخطی و نمایی پیروی می کنند. همچنین تأثیر پارامتر های ناحیه چسبناک (نرخ رهایی انرژی کرنشی بحرانی و حداکثر تنش بین لایه ای)، تغییر شکل برشی و پل¬زنی الیاف مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج نشان می¬دهند تئوری¬های معرفی شده و تحلیل المان محدود بر پایه مدل¬های کشش-جدایش ذکر شده، از توانایی لازم برای پیش¬بینی شروع و رشد تورق در نمونه کامپوزیتی تک¬جهته با پل¬زنی الیاف برخوردار نیستند. علاوه بر آن نادیده گرفتن ناحیه پل¬زنی در مدل ناحیه چسبناک خطای قابل توجهی در پیش¬بینی رشد تورق در این نمونه¬ها خواهد داشت. لذا در این تحقیق، مدل ناحیه چسبناک دوخطی با درنظر گرفتن قانون پل¬زنی الیاف و انرژی مصرفی در این ناحیه، اصلاح شده و در نرم افزار ABAQUS پیاده سازی شده است. مقایسه نتایج مدل سازی عددی با نتایج تجربی موجود در تحقیقات دیگر نشان می دهد که مدل ناحیه چسبناک توسعه داده شده از هم خوانی خوبی با نتایج تجربی برخوردار است.
محمود مهرداد شکریه، وهاب احمدی جنیدی،
دوره ۱۳، شماره ۱۱ - ( ۱۱-۱۳۹۲ )
چکیده
نانوکامپوزیت گرافن/پلی¬پروپیلن، ماده نسبتأ جدیدی است که خواص مکانیکی آن هنوز به طور جدی مورد مطالعه قرار نگرفته است. برای رسیدن به خواص مطلوب نانوکامپوزیت گرافن/پلی¬پروپیلن، توزیع یکنواخت نانوصفحات گرافن درون پلی¬پروپیلن دارای اهمیت ویژه ای است. در این تحقیق برای غلبه بر مشکل توزیع نانوذرات درون زمینه پلیمری از روشی که توسط کالایتزیدو و همکارانش برای توزیع گرافیت های ورقه ورقه شده در محیط پلی¬پروپیلن ابداع گردیده، ایده گرفته شده است. در این تحقیق پودر پلی¬پروپیلن توسط نانوگرافن پوشش¬دهی اولیه شده و سپس با انجام عملیات اختلاط ذوبی و تزریق پلاستیک، قطعه نانوکامپوزیت ساخته شده است. نانوکامپوزیت¬های گرافن/پلی¬پروپیلن با درصدهای وزنی ۵/۰، ۱ و ۲ گرافن، به این روش ساخته شده و خواص کششی آن¬ها مورد بررسی قرار گرفته است. افزایش مناسب مدول یانگ و تنش تسلیم در درصدهای وزنی بسیار پایین گرافن بدست آمده است. نتایج نشان می¬دهد که روش پوشش¬دهی اولیه پلی¬پروپیلن، روش مناسبی برای ساخت نانوکامپوزیت گرافن/پلی¬پروپیلن می¬باشد. لذا توسط این روش می توان به توزیع مناسب ذرات نانو گرافن درون پلی¬پروپیلن دست یافت.
محمود مهرداد شکریه، زهرا شکریه، سید مجید هاشمیان‌زاده،
دوره ۱۳، شماره ۱۲ - ( ۱۲-۱۳۹۲ )
چکیده
در این پژوهش با ترکیب روش های دینامیک مولکولی و مایکرومکانیک، مدلی جدید برای مدلسازی سفتی نانوکامپوزیت گرافن/اپوکسی با توزیع تصادفی ارایه گردید. ابتدا سفتی نانوکامپوزیت شامل یک تک لایه گرافن محصور در محیط اپوکسی توسط روش دینامیک مولکولی مدلسازی شد. به دلیل محدودیت نرم افزار دینامیک مولکولی، قابلیت مدلسازی نانوکامپوزیت با ابعاد واقعی صفحه گرافن وجود ندارد. بدین منظور چندین ساختار مختلف المان حجمی معرف حاوی تک لایه گرافن با مساحت دلخواه، محصور در محیط اپوکسی در نرم افزار مدل شده و سفتی طولی، عرضی و در جهت ضخامت المان حجمی معرف نانوکامپوزیت محاسبه شد. سپس با برازش منحنی سفتی بر حسب ابعاد نانوذره، سفتی المان حجمی معرف حاوی گرافن با ابعاد واقعی پیش بینی شد. برای لحاظ کردن تاثیر توزیع تصادفی صفحات گرافن درون پلیمر بر روی سفتی نانوکامپوزیت، از روابط مایکرومکانیک استفاده گردید. سپس با ترکیب روش های دینامیک مولکولی و مایکرومکانیک، سفتی توده ای یک نانوکامپوزیت گرافن/اپوکسی با توزیع تصادفی صفحات گرافن درون محیط پلیمری محاسبه شده است. روش فوق، مدل ترکیبی دینامیک مولکولی-مایکرومکانیک نامیده شده است. برای اعتبار سنجی نتایج حاصل از این مدل، سفتی نمونه های نانوکامپوزیت گرافن/اپوکسی از طریق آزمایش اندازه گیری شده و با نتایج مدلسازی مقایسه گردید. نتایج حاکی از تطابق مناسب مدل ارایه شده جدید با نتایج آزمایشگاهی دارد.
محمود مهرداد شکریه، افشین زین الدینی،
دوره ۱۳، شماره ۱۳ - ( ويژه‌نامه اول ۱۳۹۲ )
چکیده
در این مقاله روش چیدمان معادل برای تخمین شروع تورق در تیر یکسرگیردار دو لبه نامتقارن کامپوزیت لایه ای پایه گذاری و ارائه شده است. رابطه ای برای نرخ رهایی انرژی کرنشی بحرانی، به عنوان معیاری برای شروع رشد ترک، برای نمونه های تک جهته و چند جهته بدست آمده است. تیر کامپوزیت لایه ای یکسرگیردار دولبه با ترک نامتقارن در نرم افزار ABAQUS مدل سازی شده و بدین منظور از روش بسته شدن مجازی ترک برای محاسبه نرخ رهایی انرژی کرنشی استفاده شده است. با استفاده از این روش می توان شروع تورق نمونه های چندجهته را بدون نیاز به آزمایش تجربی و مدل سازی اجزا محدود تخمین زد، بنابراین روش چیدمان معادل، حجم محاسبات عددی و نیز هزینه مطالعات آزمایشگاهی را به مقدار چشم گیری کاهش می دهد. اعتبار این روش با استفاده از نتایج تجربی مورد بررسی قرار گرفته است. همچنین، نرخ رهایی انرژی کرنشی کلی بدست آمده از این روش بانتایج مدل سازی عددی و نتایج تحلیلی مقایسه شده است. نتایج نشان می دهد که با خطای کمتر از ۱۰% می توان نرخ رهایی انرژی کرنشی نمونه های چندجهته را با استفاده از مقدار معلوم نرخ رهایی انرژی کرنشی نمونه های تک جهته پیش بینی کرد.
حامد احمدی، غلام حسین لیاقت، محمود مهرداد شکریه،
دوره ۱۴، شماره ۲ - ( ۲-۱۳۹۳ )
چکیده
فومهای ترکیبی، کامپوزیتهای متشکل از ماتریس پلیمری و میکروبالنهای توخالی¬اند. آنها با داشتن وزن پایین نسبت به پلیمر خالص ماتریسشان، مقاومت مکانیکی نسبتاً متناسبی دارند. داشتن مقاومت مکانیکی بالا مستلزم ساخت قطعات با روش مناسب است. در این مقاله با استفاده از رزین اپوکسی و یک نوع میکروبالن سرامیکی، ۳۶ نوع فوم ترکیبی ساخته شده و تاثیر پارامترهای ساخت این فومها از جمله سرعت اختلاط، زمان اختلاط، ترتیب اختلاط اجزا و همچنین تاثیر حباب زدایی با آون خلأ در مقاومت مکانیکی آنها مورد تحقیق قرار گرفته است. همچنین میزان شناوری میکروبالن¬ها در ماتریس و میزان تخلخل کنترل نشده، که باعث کاهش استحکام فوم نهایی می¬گردند، نیز بررسی شده¬اند. نتایج نشانگر آن است که سرعت و ترتیب اختلاط اجزا در میزان مقاومت فوم ترکیبی اثر چندانی ندارد گرچه زمان لازم برای اختلاط اجزا، برای درصدهای متفاوت از میکروبالن در ماتریس، متفاوت خواهد بود. همچنین نتایج آزمایشها نشان می¬دهند که با افزایش شناوری میکروبالنها و افزایش تخلخل ناخواسته در فوم، از مقاومت مکانیکی فوم کاسته می¬شود. استفاده از آون خلأ پیش از قالبگیری فوم¬های با درصد حجمی بالای ۴۰% سبب کاهش درصد تخلخل فوم شده و استحکام محصول نهایی را افزایش می¬دهد. برای تولید فوم ترکیبی با درصد حجمی میکروبالن پایین¬تر از ۴۰% استفاده از آون خلأ قبل یا بعد از قالبگیری باعث افزایش نسبت شناوری میکروبالنها و کاهش مقاومت فوم می¬گردد.
حامد احمدی، غلام حسین لیاقت، محمود مهرداد شکریه،
دوره ۱۴، شماره ۴ - ( ۴-۱۳۹۳ )
چکیده
فومهای ترکیبی اپوکسی/میکروبالن سرامیکی به دلیل داشتن مقاومت مخصوص مناسب و قابلیت جذب انرژی بالا در بسیاری از سازه¬های دریایی یا اتومبیلها کاربرد دارند. در این تحقیق یک سری اپوکسی خالص و ۹ سری فوم با سه نوع میکروبالن در اندازه و استحکام متفاوت و در سه درصد حجمی ۲۰%، ۴۰% و ۶۰% ساخته شده و تاثیر این متغیرها روی خواص نهایی فوم در فشار مورد بررسی قرار گرفته است. علاوه بر این موارد نرخ بارگذاری فشاری نیز در رفتار فوم بررسی شده است. تمامی ۱۰ سری نمونه در سه نرخ کرنش ۱-۱۰ ، ۲-۱۰ و ۳-۱۰ تحت آزمایش قرار گرفتند. نتایج آزمون¬ها نشان می¬دهند که با افزایش سرعت بارگذاری، تنش حداکثری شکست در فوم افزایش می¬یابد. البته این افزایش مقاومت با افزایش درصد حجمی میکروبالن کمتر خواهد شد. همچنین نتایج نشان میدهند که هر چه میکروبالنها بزرگتر باشند، فوم در فشار ضعیفتر است. البته هر چه درصد حجمی فوم ترکیبی کمتر باشد، تاثیر این عامل نیز بیشتر خواهد بود. در طرف مقابل هر چه درصد حجمی فوم بیشتر باشد، فاکتور استحکام میکروبالن تاثیرگذارتر است. این تاثیرگذاری در میزان تنش پلاتو و انرژی جذب شده در حین فرآیند فشار کاملاً محسوس است. با افزایش نرخ کرنش مقاومت فوم به شکل محسوس و مدول الاستیسیته نیز خیلی جزئی افزایش می¬یابند.
محمود مهرداد شکریه، رضا مسلمانی، سالم سویطی،
دوره ۱۴، شماره ۹ - ( ۹-۱۳۹۳ )
چکیده
از جمله روش‌های پرکاربرد مطالعه رفتار مکانیکی پلیمرهای تقویت شده با نانولوله کربن، مدلسازی و شبیه سازی رفتار المان حجمی معرف می‌باشد. در مطالعه خواص مکانیکی با استفاده از المان حجمی معرف، مشخص می‌شود که این خواص، تابعی از خواص اجزاء سازنده و پارامترهای هندسی می‌باشند. در این تحقیق، یک المان حجمی معرف شامل ماتریس پلیمری پیرامون و یک نانولوله کربن در هسته، به صورت مکعب مستطیل با سطح مقطع مربعی در نظر گرفته شده است. طول و ضخامت المان حجمی معرف، طول نانولوله کربن و دو سر آن و همچنین درصد حجمی نانولوله کربن پارامترهای متغیر مورد نظر می‌باشند. بدینوسیله تأثیر تغییرات این پارامترها روی مدول الاستیسیته المان حجمی معرف و در نتیجه مدول الاستیسیته نانوکامپوزیت، مورد مطالعه قرار گرفته است. بنابراین روابط تحلیلی مربوط به مدول الاستیسیته المان حجمی معرف بدست آمده و به کمک روش اجزاء محدود نیز، مدلسازی و تحلیل شده است. نتایج نشان میدهند که در یک درصد حجمی ثابت با تغییر هر کدام از پارامترهای طول یا عرض المان حجمی معرف، به خصوص مدول الاستیسیته طولی آن به طور قابل ملاحظه ای تغییر می‌کند. بنابراین با استفاده از رابطه مایکرومکانیکی هالپین-تسای و روابط تحلیلی استخراج شده در این تحقیق، نسبت ابعادی مناسب المان حجمی معرف برحسب کسر حجمی، بدست آمده و پیشنهاد شدهاند.
محمود مهرداد شکریه، رضا معدولیت، بهادر بستانی، احمد قاسمی قلعه‌بهمنی، وحید محمودیان،
دوره ۱۵، شماره ۱ - ( ۱-۱۳۹۴ )
چکیده
در این تحقیق یک روش نوین ترکیبی از نتایج آزمایشگاهی و حل عددی برای تعیین ثوابت الاستیک ورقهای اورتوتروپیک نازک و ضخیم و با چیدمان‌های مختلف و همچنین ورقهای همگن با شرایط مرزی متفاوت، پیشنهاد شده است. این روش از داده‌های آزمایش ارتعاشی و حل عددی متناظر و روش بهینه‌سازی استفاده می‌کند. داده‌های آزمایشگاهی یک دسته از فرکانس‌های ویژه است که از ارتعاش عرضی ورق بدست می‌آید. همچنین حل عددی برمبنای مدلسازی با استفاده از روش المان محدود در یک نرم‌افزاری تجاری حاصل می گردد. برای تعیین ثوابت مادی ورق توسط روش معکوس از الگوریتم بهینه‌سازی انبوه ذرات در نرم افزار متلب بهره‌برداری شده است. از مجموع مربعات اختلاف بین مقادیر اندازه‌گیری شده آزمایشگاهی و محاسبه شده حل عددی فرکانس‌های ویژه به عنوان تابع خطا استفاده شده است. اعتبارسنجی، کارایی و توانایی روش پیشنهاد شده در این مقاله با استفاده از داده‌های آزمایشگاهی و تحلیلی در دسترس از دیگر مقالات بررسی شده است. دقت بالاتر نتایج بدست آمده از این روش نسبت به روش‌های موجود ارائه شده در مقالات تحت بررسی، به خوبی اعتبار روش پیشنهاد شده را تایید می‌کند.
محمود مهرداد شکریه، علی رضا شماعی کاشانی، رضا مسلمانی،
دوره ۱۵، شماره ۷ - ( ۷-۱۳۹۴ )
چکیده
خواص مکانیکی مواد پلیمری بطور قابل توجهی وابسته به نرخ کرنش است. بنابراین، توسعه یک مدل ساختاری وابسته به نرخ کرنش برای بررسی رفتار مکانیکی این مواد مورد نیاز می‌باشد. در این تحقیق، ابتدا رفتار برشی پلیمر خالص و پلیمر تقویت‌شده با نانوالیاف کربن تحت نرخ‌های بارگذاری مختلف به صورت آزمایشگاهی مورد بررسی قرار گرفته است. سپس مدل ساختاری جانسون-کوک برای درنظر گرفتن رفتار برشی وابسته به نرخ کرنش پلیمر خالص اصلاح شده است. در ادامه، با معرفی رابطه‌ای مادی، اثر نرخ کرنش بر رفتار الاستیک ماده بررسی شده است. سپس با ترکیب معادله ساختاری جانسون-کوک اصلاح‌شده با مدل مایکرومکانیکی هالپین-تسای و با استفاده از نتایج آزمایش پلیمر خالص و خواص مکانیکی نانوالیاف‌کربن، رفتار مکانیکی وابسته به نرخ کرنش پلیمرهای تقویت‌شده با نانوالیاف‌کربن در نرخ کرنش و کسر حجمی دلخواه آن پیش‌بینی می‌شود. مدل ارایه شده جدید در این تحقیق، مدل ساختاری دینامیکی-مایکرومکانیکی نام‌گذاری گردیده است. نتایج پیش‌بینی‌شده برای پلیمرهای خالص و تقویت‌شده با نتایج آزمایشگاهی بدست آمده در این تحقیق و نتایج آزمایشگاهی موجود در مقالات دیگر مقایسه شده است. این مقایسه‌ها نشان میدهند که مدل ساختاری فوق به‌خوبی توانایی پیش‌بینی رفتار وابسته به نرخ کرنش پلیمرها را داراست.
محمود مهرداد شکریه، آفشین زین الدینی، سید محمد قریشی،
دوره ۱۵، شماره ۹ - ( ۹-۱۳۹۴ )
چکیده
هدف تحقیق حاضر، مطالعه میزان اثربخشی وجود نانولوله‌های کربنی چندجداره با طول بلند، بر خواص مکانیکی رزین اپوکسی و کامپوزیتهای لایه‌ای تقویت شده با الیاف تک‌جهته شیشهاست. بنابراین، خواص مکانیکی پلیمر (اپوکسی خالص)، نانوکامپوزیت حاوی ۵/۰درصد وزنی نانولوله‌های کربنی چند جداره، کامپوزیتهای لایه‌ای شیشه/اپوکسی و نانوکامپوزیت‌های لایه‌ای شیشه/اپوکسی حاوی۵/۰ درصد وزنی نانولوله‌های کربنی با استفاده از مطالعات آزمایشگاهی مختلف استخراج می‌گردد. مدول و استحکام کششی، خمشی و برشی پلیمر اپوکسی و نانوکامپوزیت‌های تقویت شده با ۵/۰ درصد وزنی نانولوله‌های کربنی چند جداره از آزمایش مشخصه‌سازی می‌شود. سپس، برای کامپوزیتهای لایه‌ای الیاف شیشه و نانوکامپوزیت‌های لایه‌ای الیاف شیشه تقویت شده با ۵/۰ درصد وزنی نانولوله‌های کربنی چند جداره، مقادیر سفتی و استحکام کششی طولی و عرضی، و همچنین سفتی و استحکام خمشی و برشی داخل صفحه‌ای مقایسه می‌شوند. نتایج آزمایش‌های مربوط به نمونههای کششی نانوکامپوزیت‌های لایه‌ای نشان میدهند که حضور نانولوله‌های کربنی چند جداره با طول بلند باعث افزایش چسبندگی و برهم کنش الیاف لایههای مجاور شده و سبب می‌شود که مکانیزم‌های تخریبی همچون شکست الیاف در آزمایش کشش طولی و یا جدایش لایه‌ای در آزمایش برش داخل صفحه‌ای به طور قابل ملاحظه‌ای به تاخیر افتد. می‌توان بیان داشت که بهبود خواص مکانیکی کامپوزیتهای لایه‌ای نسبت به رزین با افزودن نانولوله‌های کربنی نمود بیشتری دارد. برای نمونه مقدار استحکام کششی در راستای طولی و استحکام برشی نانوکامپوزیت‌های لایه‌ای به ترتیب ۳۴% و ۲۶% نسبت به کامپوزیت لایه‌ای رشد می‌کنند.
فتح اله طاهری بهروز، میلاد امیدی، محمود مهرداد شکریه،
دوره ۱۶، شماره ۶ - ( ۶-۱۳۹۵ )
چکیده
استوانه‌های جدارنازک به علت وجود نواقصی که به طور ناخواسته و البته اجتناب ناپذیر در حین ساخت قطعه، جابجایی یا در هنگام نصب بوجود می‌آید و یا در طبیعت مواد سازنده قطعه وجود دارد تحت بار‌های فشاری محوری در باری کمتر از بار شکست بحرانی دچار کمانش می‌شوند. امروزه برای طراحی استوانه‌های جدار نازک از گزارش NASA SP-۸۰۰۷ استفاده می‌شود که استخراج آن حاصل از آزمون‌های کمانش استوانه‌های فلزی است و برای استوانه‌های کامپوزیتی طراحی نشده گرچه در زمینه استوانه-های کامپوزیتی نیز از آن استفاده می‌شود و علاوه بر آن نتایجی بسیار محتاطانه را پیش‌بینی می‌کند. روش‌های اعمال نواقص هندسی شامل روش اصلاح شده استفاده از شکل-مود‌های حاصل از حل خطی کمانش (M-LBMI) و اعمال بار تحریک کننده عرضی (SPLI) برای استوانه‌های بدون سوراخ و با سوراخ دایروی در این مقاله انجام شده است. برای تایید نتایج عددی استوانه های کاپوزیتی جدار نازک با لایه چینی [۹۰/+۲۳/-۲۳/۹۰] ساخته شده و تحت بار فشاری محوی آزمون کمانش شدند. نتایج تجربی بدست آمده دقت نتایج عددی را تایید می نماید. همچنین نشان داده شد در استوانه بدون سوراخ اعمال نواقص هندسی باعث افت زیاد بار کمانش در مقایسه با حالت بدون اعمال نواقص هندسی است ولی در استوانه‌های با وجود سوراخ، اعمال نواقص هندسی تاثیری کمتر از ۱۰% در کاهش بار کمانش دارند که این پدیده نشان دهنده اهمیت تاثیر وجود سوراخ بر روی کمانش در مقایسه با وجود نواقص هندسی است.
محمود مهرداد شکریه، روح الله قاسمی، رضا مسلمانی،
دوره ۱۶، شماره ۷ - ( ۷-۱۳۹۵ )
چکیده
استفاده از الیاف بافته‌شده در ساخت مواد کامپوزیتی، به علت رفتار مکانیکی خاص آنها گسترش یافته است. با توجه به پیچیدگی مدلسازی و شبیه‌سازی رفتار مکانیکی این نوع کامپوزیت‌ها، در این تحقیق یک مدل تحلیلی مبتنی بر میکرومکانیک برای تعیین خواص الاستیک کامپوزیتهای با الیاف بافته‌شده، توسعه داده شده است. این مدل ضمن سادگی، دقت بالایی را در پیش‌بینی خواص الاستیک ارائه می‌دهد. یکی از مهمترین عوامل مؤثر در دقت یک مدل میکرومکانیکی، اتخاذ یک روند همگن‌سازی مناسب می‌باشد. بنابراین، یک روش جدید همگن‌سازی المان حجمی معرف با استفاده از شبیه‌سازی چندلایهها برای یک کامپوزیت با الیاف بافته‌شده توسعه داده شده است. فرایند همگن‌سازی ارائه‌شده به صورت همگن‌سازی چند‌مقیاسی می‌باشد. این مدل مبتنی بر تبدیل المان‌حجمی معرف به تعدادی زیرالمان است، به نحوی که بتوان در هر مرحله ترکیبی از زیرالمان‌ها را به عنوان یک چندلایه در نظر گرفت. برای تعیین خواص مکانیکی معادل چندلایهها، به جای فرض کرنش ثابت در کل چندلایه، فرضیات کرنش صفحه‌ای ثابت و تنش خارج صفحه‌ای ثابت لحاظ شده است. سپس، برای ارائه‌ی مدل نهایی، مدل همگن‌سازی پیشنهادی با یک مدل میکرومکانیکی ترکیب می‌شود. استفاده از فرضیات ارائه شده، منجر به بهبود پیش‌بینی‌های مدل میکرومکانیکی، بخصوص برای خواص خارج صفحه‌ای کامپوزیت می‌شود. کارایی روش همگن‌سازی ارائه‌شده با بررسی پنج مثال از منابع مختلف، مورد ارزیابی قرار گرفته و دقت این روش در تعیین خواص کامپوزیت بافته‌شده نشان داده شده است.
دوره ۱۸، شماره ۲ - ( ۴-۱۳۹۴ )
چکیده
هدف: بررسی تأثیر سیستم هم‌کشتی سلول‌های لوله فالوپ موش بر تکثیر سلول‌های بنیادی استرومای آندومتر انسانی
مواد و روشها: سلول‌های آندومتر از نمونههای هیسترکتومی استخراج شد. سپس سلول‌ها با استفاده از روش هضم آنزیمی و کلاژناز تیپ ۳ جداسازی شدند و پس از آن سلول‌ها به‌ترتیب از فیلترهایی به ابعاد ۱۵۰ و ۴۵ میکرومتر عبور داده شدند و در محیط کشت DMEM+F۱۲ کشت شدند. در پایان پاساژ چهارم برای تأیید ماهیت مزانشیمی سلول‌ها، از نشانگر CD۹۰ استفاده شد و سلول‌های CD۹۰ مثبت با استفاده از روش فلوسایتومتری بررسی شدند. سپس سلول‌های حاصل از کشت مرحله چهارم در دو گروه استفاده شد. در یک گروه، پس از کشت سلول‌های لوله فالوپ موش و تهیه تک لایه از آنها، سلول‌ها با میتومایسین c غیر فعال شد و به‌عنوان لایه پشتیبان استفاده شد و در گروه دیگر به تنهایی کشت شد. نرخ تکثیر در هر دو گروه (سلول‌های بنیادی آندومتر بدون هم‌کشتی با لوله فالوپ و با هم‌کشتی) با استفاده از آزمون MTT بررسی و سپس مقایسه شد.
نتایج: سلول‌های آندومتر انسانی ۲۴ ساعت پس از کشت به کف فلاسک چسبیدند و با گذشت ۷۲ ساعت این سلول‌ها دوکی شکل شدند و از نظر مورفولوژی شبیه به سلول‌های فیبروبلاست شدند. میزان سلول‌های CD۹۰ مثبت در انتهای پاساژ چهارم ۰۸ /۰±۲۶/۹۴ درصد بود. نرخ تکثیر در سلول‌های بنیادی استرومای آندومتر تحت هم‌کشتی و سلول‌های بنیادی بدون هم‌کشتی با لوله فالوپ به‌ترتیب ۰۲/۰±۱/۱ و ۱۷/۰±۱۷/۱ بود و بین این دو گروه تفاوت معنی‌دار دیده نشد.
نتیجه‌گیری: هم‌کشتی با سلول‌های لوله فالوپ موش تأثیری بر افزایش تکثیر سلول‌های بنیادی استرومای آندومتر ندارد.
مجید خراط زاده خوراسگانی، محمود مهرداد شکریه، مظاهر سلامت طلب،
دوره ۱۸، شماره ۹ - ( ۱۰-۱۳۹۷ )
چکیده
در این تحقیق، اثر زاویه الیاف فصل مشترک بر روی چقرمگی شکست شروع و پایا در کامپوزیتهای تقویت شده با الیاف بافته شده‌‌ی ساده با لایه چینی [۰۱۲//۰۱۲]، [۰۱۱/۳۰//۰/۰۱۱] و [۰۱۱/۴۵//۰/۰۱۱] تحت مود I تورق مورد بررسی قرار می‌گیرد. این نوع لایهچینی به منظور حذف اثرات لایههای دور دست فصل مشترک تورق، بر روی چقرمگی شکست نمونه تیر دولبه یکسرگیردار انتخاب گردیده است. نمونهها با استفاده از روش لایهچینی دستی ساخته شدهاند و آزمایش شکست نمونههای ساخته شده با استفاده از دستگاه SANTAM STM-۱۵۰ و مطابق با استاندارد ASTM انجام گرفته است. نتایج آزمایش نشان می‌دهد که تغییر در زاویه‌‌ی بین وجهی صفحه‌‌ی ترک، تاثیر ناچیزی بر روی چقرمگی شکست شروع و پایای کامپوزیتهای بافته شده با بافت ساده دارد. بررسی‌های آزمایشگاهی از سطوح شکست، نشان از تأثیر مکانیزم‌های مختلف بر روند رشد تورق در این نمونهها داشته است که در این بین رشد ترک در صفحه‌‌ی بین رزین و الیاف یکی از مکانیزم‌های اصلی افزایش چقرمگی شکست در این نمونهها می‌باشد. همچنین مشاهدات آزمایشگاهی نشان داد که برخلاف کامپوزیتهای تک‌جهته، در نمونههای DCB بافته شده، پل‌زنی الیاف مکانیزم غالب در افزایش چقرمگی شکست در طول فرآیند رشد تورق نمی‌باشد.
