۱۲ نتیجه برای بین لایه ای
مرتضی رضوانی، احمد قاسمی قلعه بهمن،
دوره ۱۴، شماره ۱ - ( ۱-۱۳۹۳ )
چکیده
در تحقیق حاضر، یک حل تحلیلی برای محاسبه تنش های بین لایه ای در ورق های مرکب متعامد متقارن طویل، تحت کرنش محوری یکنواخت و بارگذاری حرارتی ارائه شد. ابتدا با انتگرال گیری متوالی از روابط الاستیک کرنش-جابجایی و اعمال قیود فیزیکی حاکم بر الگو های موجود در تغییر شکل این ورق ها، شکل عمومی میدان جابجایی بر مبنای نظریه لایه ای استخراج شد. سپس، با استفاده از اصل حداقل مجموع انرژی پتانسیل، معادلات تعادل استخراج شده و به منظور تعیین میدان تنش سه بعدی در این ورق ها بصورت تحلیلی حل شدند. سرانجام مثالهای عددی مختلفی به منظور تأیید کارایی و دقت نظریه لایه ای در پیش بینی توزیع تنش های بین لایه ای بررسی شد. برای ارزیابی دقت این روش، تنش های بین لایه ای در قالب یک آنالیز سه بعدی المان محدود و با استفاده از نرم افزار آباکوس محاسبه گردید. نتایج عددی مربوطه در توافق خوبی با نتایج نظیر حاصل از نظریه لایه ای می باشد. نتایج نشان می دهد که روش ارائه شده از قابلیت خوبی در پیش بینی تنش های بین لایه ای در مناطق داخلی و تمرکز تنش بالای آنها در نزدیکی لبه های آزاد که عامل تخریب جدایش است، برخورداراست.
میلاد سعیدی فر، محمد فتوحی، رضا محمدی، مهدی احمدی نجف آبادی، حسین حسینی تودشکی،
دوره ۱۴، شماره ۴ - ( ۴-۱۳۹۳ )
چکیده
جدایش بین‌لایه‌ای یکی از شایع‌ترین انواع خرابی در چندلایه‌های کامپوزیتی بوده، که در انواع بارگذاری‌های مود I، II ، یا ترکیبی از این مودها اتفاق می‌افتد. پژوهش حاضر، به بررسی رفتار مکانیکی و نشرآوایی جدایش بین‌لایه‌ای در کامپوزیت‌های چندلایه شیشه/ اپوکسی پرداخته و با تلفیق روش‌های نشرآوایی و مکانیکی، چقرمگی شکست بین-لایهای را تعیین می‌نماید. نمونه‌های استاندارد با لایه‌چینی‌های مختلف و تحت شرایط مختلف بارگذاری مود I، مود II و مود ترکیبی I و II، قرار گرفتند. در ابتدا، منحنی-های نیرو- جابجایی و رشد جدایش بین‌لایه‌ای برای نمونه‌های مختلف مقایسه شده و این منحنی‌ها بر اساس رفتار مکانیکی و نشرآوایی آنها، به سه ناحیه با رفتار متفاوت تقسیم شدند. مشخص شد که رشد جدایش در نمونه‌های مود I حالت پایدار داشته و در نمونه‌های مود ترکیبی و مود II، حالت ناپایدار دارد. در ادامه با استفاده از روش آکوستومکانیک که تلفیقی از روش‌های نشرآوایی و مکانیکی بوده، چقرمگی شکست بین‌لایه‌ای در نمونه‌ها تعیین گردیده‌است. مشخص شد که روش آکوستومکانیک حد پایین چقرمگی شکست بین‌لایه‌ای را ارائه‌داده و با نتایج حاصل از روش ذکر شده در استاندارد، مطابقت خوبی دارد. در انتها با استفاده از تصاویر گرفته‌شده از سطوح شکست نمونه‌ها با میکروسکوپ الکترونی روبشی، نتایج بدست آمده صحت‌سنجی گردیدند.
میلاد سعیدی فر، محمد فتوحی، رضا محمدی، مهدی احمدی نجف آبادی، میلاد حاجی خانی،
دوره ۱۴، شماره ۶ - ( ۶-۱۳۹۳ )
چکیده
کامپوزیت¬های ساندویچی به علت سفتی خمشی بالایی که دارند، به وفور در سازه¬های مختلف به کار می¬روند. جدایش بین¬لایه¬ای پوسته و هسته یکی از معمول¬ترین سازوکارهای خرابی در این سازه¬ها می¬باشد. در این پژوهش، ابتدا با استفاده از روش نشرآوایی، رشد جدایش بین¬لایه¬ای در چندلایه¬های ساندویچی تحت بارگذاری مود I، بررسی شده¬است. ابتدا با توجه به شدت سیگنال¬های نشرآوایی ایجاد¬شده در حین بارگذاری نمونه¬ها، منحنی¬های نیرو- جابجایی به سه ناحیه تقسیم¬ شدند. تفاوت انرژی سیگنال¬های نشرآوایی در نمونه¬ها، حاکی از وجود سازوکارهای مختلف خرابی در کامپوزیت است. بدین منظور مشخصات سیگنال¬های نشرآوایی مربوط به هر سازوکار خرابی، به طور جداگانه مشخص گردید. در ادامه، سیگنال¬های نشرآوایی سازوکارهای مختلف خرابی براساس محدوده فرکانسی آن¬ها، دسته¬بندی شدند و محدوده فرکانسی هر سازوکار خرابی تعیین گردید. سپس، با استفاده از تبدیل موجک، سیگنال¬های نشرآوایی مربوط به هر نمونه، تحلیل شده و با استفاده از آن درصد سازوکارهای مختلف خرابی در نمونه¬ها مشخص گردید. در انتها، با استفاده از تصاویر گرفته شده با میکروسکوپ الکترونی روبشی از سطوح شکست نمونه¬ها ، نتایج بدست آمده از روش نشرآوایی، صحت-سنجی شده¬اند. نتایج پژوهش، عملکرد قابل قبول روش نشرآوایی در تشخیص و دسته¬بندی سازوکارهای خرابی در سازه¬های ساندویچی را نشان می¬دهد.
رضا ناظم نژاد، شاهرخ حسینی هاشمی، حسن شکراللهی،
دوره ۱۴، شماره ۷ - ( ۷-۱۳۹۳ )
چکیده
در این مقاله، برای بررسی ارتعاشات گرافن دو لایه با در نظر گرفتن اثر برش بین لایه ای، مدل تیر ساندویچی ارائه شده است. با توجه به تشابه گرافن دولایه به یک سازه ساندویچی، که در بالا و پایین آن یک لایه گرافن قرار گرفته و بین لایه های گرافن پیوندهای واندوالسی وجود دارد، گرافن دولایه بصورت یک تیر ساندویچی مدل شده و ارتعاشات آزاد آن برای شرایط مرزی آزاد گیردار بررسی شده است. برای بدست آوردن معادله حاکم، هر لایه گرافن بر اساس تئوری تیر اویلر برنولی مدل شده و جابجایی های درون صفحه ای علاوه بر جابجایی عرضی در نظر گرفته شده است و فرض شده است که لایه های گرافن در حین ارتعاش، در فاصله نسبی مشخصی از یکدیگر قرار داشته باشند. اثر پیوندهای واندروالسی نیز بصورت مدول برشی در معادلات حرکت لحاظ شده است. نتایج بدست آمده از مدل تیر ساندویچی ارائه شده در این مقاله، که شامل پنج فرکانس اول گرافن دولایه با طول های ۷ تا ۲۰ نانومتر می باشد، با نتایج شبیه سازی دینامیک مولکولی و مدل تیر چندگانه برشی مقایسه شده و صحت و دقت مدل فوق تایید شده است.
امین فرخ آبادی، مریم اقا ابراهیمی سامانی،
دوره ۱۵، شماره ۱ - ( ۱-۱۳۹۴ )
چکیده
در این مقاله با استفاده از یک مدل تاخیر برش توسعه یافته، با درنظرگیری اثرات تنشهای برشی خارج صفحه ای، میدانهای تنش، کرنش، جابجایی و انرژی کرنشی در چندلایه های کامپوزیتی متعامد نمونۀ ۰m/۹۰n]s] محاسبه می شود. در ادامه روابطی برای تعیین افت سختی ناشی از وجود ترک ماتریسی در چندلایه های کامپوزیتی متقارن متعامد ارایه میشود و پارامترهای خرابی ناشی از وجود ترک ماتریسی در ماترسی سختی لایه کامپوزیتی تعریف می گردند. در ادامه با استفاده از مفاهیم مکانیک شکست و با بکارگیری دو معیار بیشترین تنش و معیار انرژی کرنشی آزاد شده، رشد مکانیزم های خرابی نظیر ترک ماتریسی و جداشدگی بین لایه ای حاصل از آن مطالعه می شود و یک رابطه بسته تحلیلی برای رشد خرابی در مواد مرکب لایه ای برحسب تنش محوری اعمال شده ارائه میگردد و در نهایت نتایج حاصل با نتایج تحلیلی و تجربی موجود مقایسه می گردد. نتایج ارائه شده نشان خواهد داد که روابط ارائه شده در این پژوهش در مقایسه با نتایج نیمه تحلیلی قبلی دارای دقت مناسبتر و خطای کمتر در مقایسه با نتایج تجربی میباشند. لازم به ذکر است که مدل ارائه شده در این مقاله، قابل توسعه به چندلایه های متقارن عمومی نیز می باشد.
حسین موحدی آلنی، غلامحسین لیاقت، محمدحسین پل، علی افروزیان،
دوره ۱۵، شماره ۳ - ( ۳-۱۳۹۴ )
چکیده
در این مقاله، تاثیر افزودن نانوذرات سیلیکا بر چقرمگی شکست بین‌لایه‌ای مود دو مورد بررسی تجربی قرار گرفته است. نانو مواد مرکب با زمینه اپوکسی و با ۱۸ لایه الیاف شیشه بافته شده با کسر حجمی الیاف ۴۰ درصد و به روش لایه چینی دستی تولید شده است. نانورزین اپوکسی انتخاب شده از دو بخش، یک دیکلیسیدیل‌اتر بیسفنول نوع آ (DGEBA) با نام تجاری ایپون ۸۲۸ به‌عنوان پایه اپوکسی و یک پلی‌اکسیپروپیلن دیامین با نام تجاری جف‌امین‌دی ۴۰۰ به‌عنوان سخت‌کننده، تشکیل شده است. برای بررسی تاثیر نانوذرات بر مود دوم شکست بین لایهای نانوکامپوزیت‌ها، نمونه‌هایی با چهار درصد وزنی مختلف صفر، ۵/۰، ۱ و ۳ درصد نانوسیلیکا ساخته شدند. همچنین نمونه‌هایی با ۱% وزنی نانوسیلیکا و با درصد حجمی الیاف ۵۵% جهت بررسی تاثیر نسبت حجمی الیاف روی نتایج ساخته شدند. از روش نمونه خمشی با شکاف انتهایی (ENF) برای اندازه‌گیری مقاومت بین‌لایه‌ای نمونه‌ها استفاده گردید. نتایج نشان میدهد که به ازای افزودن درصدهای وزنی بالای نانوسیلیکا در نمونه‌های نانوکامپوزیتی تغییر چندانی در چقرمگی شکست بین‌لایه‌ای مود دو ایجاد نمی‌شود. این در حالی است که به‌ازای افزودن ۵/۰ درصد نانوسیلیکا در ماتریس نمونه‌ها، چقرمگی شکست بین‌لایه‌ای تا ۳۶% نسبت به نمونه‌های کامپوزیتی خالص بهبود می‌یابد. همچنین با توجه به نتایج به ازای کاهش نسبت حجمی الیاف چقرمگی شکست نمونه‌ها بیشتر میشود.
محمد رضا وزیری سرشک، علیرضا آرایی، احمدرضا فرخی، نبی مهری خوانساری،
دوره ۱۵، شماره ۳ - ( ۳-۱۳۹۴ )
چکیده
در این مقاله اصلاح طراحی و ساخت استواره آیوزیپسکیو مورد ارزیابی قرار گرفت. این استواره می تواند با اعمال بار برش درون لایهای بر روی نمونه کامپوزیتی، خواص مکانیکی کامپوزیت‌ها را در مد شکست II پیش‌بینی کند. در این تحقیق، ابتدا، استواره متداول قبلی مطابق استاندارد ساخته شد. سپس، با انجام آزمایش بر کامپوزیت های پایه پلیمری (کربن-اپوکسی) و چوب (به عنوان کامپوزیت طبیعی)، اشکالات موجود در این استواره مشخص شد. در نهایت با انجام ۶ اصلاح اساسی در ساختار استواره، طرح جدید ارائه گردید. همچنین، مشخص شد که با اعمال این اصلاحات، میزان تمرکز نیروی برشی (در ناحیه‌ی برش) و همچنین میزان دقت آزمایش، افزایش می یابد. بر این اساس، پس از ساخت استواره جدید و انجام آزمایش بر روی مواد چوب و کامپوزیت های پایه پلیمری و با استفاده از روابط انحراف معیار موجود در استاندارد، میزان انحراف معیار دو استواره به ترتیب به %۸۲,۷ و %۴۸ در مورد چوب و کامپوزیت پایه پلیمری، کاهش یافت که این خود حاکی از افزایش دقت فیکسچر می‌باشد. بعلاوه نوسان های موجود در نمودار حاصل از استواره طرح جدید نیز به مقدار قابل توجهی کاهش یافت.
میثاق کرمان ساروی، محمد حسین پل، محمد حسن ستاری،
دوره ۱۶، شماره ۳ - ( ۳-۱۳۹۵ )
چکیده
در این مقاله تاثیر افزودن نانولوله‌های کربنی بر کشش و چقرمگی شکست بین‌لایه‌ای مود اول کامپوزیت شیشه/اپوکسی، مورد بررسی تجربی قرار گرفته است. به این منظور، نمونه‌های آزمایش مود اول شکست نانوکامپوزیت هیبریدی با زمینه اپوکسی که ۱۸ لایه الیاف شیشه بافته شده دارند، به روش لایه‌چینی دستی تولید شدند. اپوکسی در این سیستم، ایپون ۸۲۸ می‌باشد، از اف۲۰۵ به عنوان سخت‌کننده، استفاده شده است. همچنین از نانولوله‌های کربنی چند‌دیواره (MWCNTs) اصلاح‌شده با هیدرواکسید (-COOH) به عنوان تقویت‌کننده با درصدهای وزنی ۰، ۰,۱، ۰.۵ و ۱ نسبت به وزن کل زمینه استفاده گردید. علاوه بر آن نمونه‌های کشش نانورزین و نانوکامپوزیت هیبریدی ساخته شد. با بررسی نتایج آزمون کشش رزین مشاهده شد بیشترین تغییر در مدول یانگ، استحکام نهایی و چقرمگی شکست نانورزین مربوط به نمونه ۰.۵ درصد وزنی می-باشد که به ترتیب با افزایش ۳۱.۲، ۲۱.۴ و ۱۶.۶۶ درصد نسبت به نمونه خالص همراه می‌باشد. همچنین بیشترین تغییر چقرمگی شکست، استحکام نهایی کششی و کرنش شکست نانوکامپوزیت‌های هیبریدی در ۰.۵ درصد وزنی می‌باشد که به ترتیب ۱۲.۶ ، ۳.۷ و ۹.۸ درصد نسبت به نمونه خالص افزایش می‌یابد. نتایج آزمون مود اول شکست بین‌لایه‌ای حاکی از آن بود که بیشترین تغییر نیرو (در نمودار نیرو-جابجایی مود اول شکست بین‌لایه‌ای) و انرژی (شکست بین‌لایه‌ای مود اول در گسترش ترک) مربوط به نانوکامپوزیت ۰.۵ درصد بوده که نسبت به کامپوزیت خالص ۲۴.۴ و ۲۴.۱۵ درصد افزایش می‌یابد.
آرش نعیمی آبکناری، مهدی کریمی،
دوره ۱۶، شماره ۵ - ( ۵-۱۳۹۵ )
چکیده
امروزه مواد کامپوزیتی و ساختارهای ساندویچی به دلیل خواص منحصر به‌فردی از جمله، نسبت استحکام به وزن بالا، مقاومت به خوردگی و توانایی جذب انرژی و صدا بسیار مورد استفاده قرار می‌گیرند. موج‌دار کردن این نوع ساختارهای ساندویچی روشی مؤثر برای تقویت خواص مکانیکی آنهاست. در این مقاله به بررسی دینامیکی این سازه‌های موج‌دار برای عملکرد مطلوب در شرایط ارتعاشی پرداخته شده است. یکی از آسیب‌های مهم در مواد مرکب لایهای کامپوزیتی، ترک بین لایهای و در نهایت جدایی بین لایه‌ها می‌باشد. در روش المان محدود با استفاده از نرم‌افزار ANSYS به تحلیل ارتعاشی ورق ساندویچی موج‌دار ذوزنقه‌ای همراه با ترک پرداخته شد. ورق مدل‌سازی شده یک مدل جدید از ورقهای ساندویچی موج‌دار است که دارای یک هسته موج‌دار نرم از جنس فوم و پوششی موج‌دار از جنس لایه‌های کامپوزیتی از نوع شیشه/ اپوکسی است. به منظور اعتبارسنجی و اطمینان از صحت رفتار ارتعاشی ورق مدل‌سازی شده، نتایج حاصل از تحلیل مودال تجربی و روش المان محدود، مورد مقایسه قرار گرفته شد. تأثیرات ابعادی و موقعیت ترک بین لایهای بر فرکانس طبیعی بگونه‌ای بود که با افزایش ابعاد ترک، فرکانس طبیعی ورق کاهش یافته و با تغییر موقعیت آن در عمق ورق، این فرکانس نیز کاهش یافت. تغییرات در مشخصات ارتعاشی ورق ساندویچی، اطلاعات جامعی را برای آموزش و طراحی شبکه عصبی تولید می‌کند تا یک روش مؤثر در عیب‌یابی و پیش‌بینی وقوع عیب بدست آید.
وحید زال، حسن مسلمی نایینی، احمدرضا بهرامیان، جواد شهبازی کرمی،
دوره ۱۶، شماره ۹ - ( ۹-۱۳۹۵ )
چکیده
با توجه به گروههای عاملی قطبی گرمانرم پی وی سی و خاصیت چسبندگی بسیار خوب آن برای اتصال به فلزات، در این پژوهش به بررسی تولید و شکلدهی غلتکی ورقهای FML پی وی سی/ آلومینیوم/ الیاف شیشه پرداخته شده است. برای این منظور، در ابتدا با استفاده از آزمون خمش سه نقطه ای مطابق استاندارد ASTM D۷۹۰، به بررسی استحکام خمشی و کیفیت اتصال زمینه گرمانرم پی وی سی به لایه آلومینیومی در ورقهای FML پرداخته شد. در ادامه ورقهای FML با ابعاد cm۱۲×۸۰ و با دو چیدمان s[۰/۹۰, ۰/۹۰, Al] و s[۴۵/-۴۵, ۴۵/-۴۵, Al] با استفاده از فرآیند انباشت لایه ها و فشار گرم تولید شدند. ورقهای حاصل به شکل تک ایستگاهه و در دمای ᵒC۱۶۰ به پروفیل کانالی با سه زاویه شامل ۳۰، ۴۵ و º۶۰ شکلدهی غلتکی شده و سه عیب هندسی شامل کمانی شدن پروفیل، موج لبه و برگشت فنری و همچنین جدایش بین لایه آلومینیومی و کامپوزیتی در پروفیل های حاصل بررسی شد. در ادامه با توجه به نتایج شکل دهی تک ایستگاهه، شکل دهی غلتکی پروفیل کانالی با زاویه ۸۶º به صورت چند ایستگاهه انجام گرفت و به بررسی اثر شکل دهی چند ایستگاهه بر روی تجمع عیوب ایستگاههای مختلف شکلدهی پرداخته شد. در انتها نتیجه گرفته شده که افزایش بیش از ۴۵º زاویه خم در هر ایستگاه موجب جدایش بین لایه های کامپوزیتی و آلومینیومی میشود و هرچقدر الیاف تقویتی در جهت طولی ورقهای FML قرار گیرند، عیوب موج لبه و کمانی شدن کمتری در پروفیلهای حاصل روی میدهد.
مهدی گنجیانی، حسین عروجی، مجید صفرآبادی فراهانی،
دوره ۱۷، شماره ۸ - ( ۸-۱۳۹۶ )
چکیده
مهم‌ترین عیبی که در سوراخکاری کامپوزیت‌ها بوجود می‌آید جدایش بین‌لایه‌ای است که باعث کاهش استحکام قطعه میشود. محققین زیادی روی جدایش بین‌لایه‌ای در حین سوراخکاری کامپوزیت‌ها کار کرده‌اند و سعی کرده‌اند با ارائه مدل‌های تحلیلی، عددی و تجربی آن را فرموله کنند. در مدل‌های ارائه شده تا به امروز، فقط اثرات مودΙ و ΙΙΙ شکست در نظر گرفته شده است و از اثر مودΙΙ در این مدل‌ها صرف نظر شده است لذا هدف از این پژوهش بررسی اثر مودΙΙ شکست به روش المان محدود در گسترش ترک‌های بین لایهای در حین سوراخکاری چندلایه‌های کامپوزیتی است. به همین منظور، تحلیل عددی جدایش بین‌لایه‌ای در سوراخکاری کامپوزیت تک‌جهته کربن/اپوکسی با انجام اصلاحاتی روی مدل‌های عددی قبلی صورت گرفت. روش مورد استفاده جهت تحلیل عددی گسترش ترک و بدست آوردن نرخ آزادسازی انرژی مودΙ و ΙΙ، روش بستن مجازی ترک است. این تحلیل هم برای گسترش ترک زیر جان مته، وقتی که هنوز مته از قطعه‌کار بیرون نیامده است و هم برای گسترش ترک زیر لبه-های برنده، وقتی که جان مته از قطعه‌کار بیرون آمده است انجام شد. با بدست آمدن نرخ آزادسازی انرژی مودΙ و ΙΙ و مقایسه آنها با مقادیر بحرانی، علاوه بر محاسبه نیروی بحرانی که منجر به جدایش بین‌لایه‌ای میشود، در مورد اثرگذاری هر کدام از مودها بحث شده است. در پایان مشخص گردید که اثرگذاری مودΙ در تمامی موارد از مودΙΙ بیشتر بوده و مود غالب گسترش ترک، مودΙ است بطوریکه بیش از ۹۵درصد از پارامتر گسترش ترک در معیار توانی، ناشی از نرخ آزادسازی انرژی مودΙ است.
مهدی حبیبی، جلال یوسفی، مهدی احمدی نجف آبادی،
دوره ۱۸، شماره ۴ - ( ۵-۱۳۹۷ )
چکیده
جدایش بین لایهای یکی از مهم ترین عیوب در مواد کامپوزیتی لایه لایه می باشد که وجود این عیب در یک سازه باعث کاهش استحکام آن سازه می گردد. در این مقاله، روشی با قابلیت اطمینان بالا برای ارزیابی جدایش بین لایه ای در کامپوزیت های لایه ای با استفاده از روش نشر آوایی پیشنهاد شده است. ابتدا یک روش جدید برای تجزیه بنیادی حالت های موجی در نمونه های کوچک توسعه داده شد. مکانیزم های خرابی در مد II شکست برای نمونه های بافته و تک جهته با استفاده از روش دسته بندی فازی مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفت. پس از آن، پدیده توقف ترک در هر نمونه مورد بررسی گردید. در ادامه، تست های تجربی و مدل سازی لایه چسبنده برای مشخص کردن جدایش بین لایه ای در نمونه های مود دو به کار گرفته شده است. نتایج نشان می دهد که امکان پذیر است اثر پراکندگی صوت نظیر اتلاف سیگنال های نشرآوایی با استفاده از روش پیشنهادی جدید را با موفقیت کاهش داد. به عنوان نکته نهایی، نتایج این مطالعه می تواند انواع خرابی را در کامپوزیت های لایه ای به طور موثر با استفاده از تکنیک موجی انتشار آوایی متمایز سازد.
