۲۰ نتیجه برای تقویت شده
محمد امین قاسمی، مجتبی یزدانی، سید محمد حسینی،
دوره ۱۳، شماره ۱۰ - ( ۱۰-۱۳۹۲ )
چکیده
پوسته های استوانه ای تقویت شده ی مشبک کامپوزیتی، یکی از با اهمیت ترین سازه ها در صنایع هوافضا هستند. در این مقاله به محاسبه ی بار کمانش بحرانی این پوسته ها با شکل تقویت کننده های مشبک لوزی، تحت بار محوری و با استفاده از روش معادل سازی پرداخته شده است. همچنین تأثیر پارامترهایی چون، ضخامت پوسته ، زاویه ی الیاف پوسته و زاویه ی قرارگیری تقویت کننده ها در بار کمانش این سازه ها ارائه شده است. برای تحلیل بار کمانش پوسته ی معادل از تئوری تغییر شکل های برشی مرتبه اول بر اساس روش ریتز استفاده شده است. برای استفاده از تئوری تغییر شکل های برشی مرتبه ی اول، اثر نیروهای برشی عرضی در تقویت کننده ها نیز لحاظ شده است. نتایج حاصل با حل اجزاء محدود با شرایط مرزی تکیه گاه گیردار مقایسه شده است.
امیررضا شاهانی، حامد معیری کاشانی، محمد سالاری،
دوره ۱۳، شماره ۱۱ - ( ۱۱-۱۳۹۲ )
چکیده
به منظور تحلیل خستگی پوسته های استوانه ای تقویت شده ابتدا می بایست میدانهای تنش و کرنش در آنها را محاسبه نمود. با توجه به غیر خطی بودن تحلیل، هزینه تحلیل اجزاء محدود مسئله به کمک المانهای جامد بسیار بالا می باشد. از طرفی چنانچه این مسئله با استفاده از المانهای پوسته ای مدلسازی شود، پرچ ها و پیچ ها را نمی توان به صورت واقعی مدل کرد. در این مقاله، به منظور تحلیل تنش مسئله از تکنیک زیر مدلسازی پوسته به جامد استفاده شده است. بدین صورت که در ابتدا پوسته استوانه ای تقویت شده مذکور به کمک المانهای پوسته ای مدلسازی شده که در این حالت تمامی اتصالات به صورت المانهای فنر در نظر گرفته شده اند. سپس با استفاده از این تکنیک به مدلسازی نواحی بحرانی مسئله به کمک المانهای جامد پرداخته شده که در این حالت اتصالات به صورت سه بعدی در نظر گرفته شده اند. پس از محاسبه میدانهای تنش و کرنش در سازه، تحلیل خستگی چند محوره از دیدگاه صفحه بحرانی برون-میلر صورت گرفته است. بدین منظور با کدنویسی در نرم افزار آباکوس، ابتدا صفحه بحرانی همه المانها مشخص شده و سپس با محاسبه کرنش های نرمال و برشی روی صفحه بحرانی، عمر هر المان پیش بینی شده است.
سینا آریایی، ابوالفضل توتونچی، عباس کیان وش،
دوره ۱۴، شماره ۹ - ( ۹-۱۳۹۳ )
چکیده
در پژوهش حاضر به منظور ارائه ی مدل رگرسیون و بهینه سازی استحکام کششی و کرنش پذیری اتصالات دوگانه ی"کامپوزیت پایه اپوکسی تقویت شده با الیاف شیشه- فولاد سازه" از الگوریتم مرکب مرکزی چرخش پذیر استفاده گردید. با انتخاب دماو زمان پخت اتصالات به عنوان متغیرهای ورودی ، این پارامترها، پس از انجام آزمون توزین حرارتی ، کد گذاری شده و هرکدام در پنج سطح مورد مطالعه قرارگرفتند. به منظور براورد رویه پاسخ مورد نظر و ارائه ی مدل متناسب، سیزده آزمایش سیستماتیک انجام شد. بمنظور سنجش دقت و اعتبار مدل پیشنهادی از آنالیز واریانس داده ها استفاده گردید. برای بررسی تاثیر همزمان ومتقا بل زمان و دمای پخت بر استحکام اتصالات وبراورد شرایط بهینه فرایند اتصال، نمودارهای دو بعدی مورد تجزیه وتحلیل قرار گرفتند. مقدار بهینه ی هرکدام از متغیرهای پخت با بهره گیری از داده های نموداری مدل ریاضی ارائه شده، C°۴۰ و ۱۸۰ دقیقه به ترتیب برای دما و زمان پخت اتصالات بدست آمد. در نهایت، بررسی¬های ریز ساختاری با میکروسکوپ نوری و الکترونی روبشی از سطوح شکست نمونه ها صورت گرفت که تطابق مناسبی با نتایج حاصل از مدل را نشان داد.
مرتضی دزیانی، شهرام یوسفی، حمید نخ فروش، حسین دلایلی،
دوره ۱۴، شماره ۱۳ - ( ۱۲-۱۳۹۳ )
چکیده
پوستههای تقویت شدهای که بارگذاری غالب بر روی آنها فشاری محوری است به عنوان پنل تقویت شده فشاری شناخته میشوند. این پنلها دارای کاربرد گستردهای در سازههای هوافضا میباشند. روشهای جاری طراحی برای این نوع سازهها نیازمند انجام فرایندهای تکراری سعی و خطا میباشد. طراحی بر اساس مفهوم شناسه سازه، یک روش طراحی و تحلیل همزمان است. این روش با دریافت پارامتر کلیدی شناسه سازه و خصوصیات مواد، اندازهدهی کاملی از مقطع پنل تقویت شده فشاری را در یک گام در اختیار طراح قرار میدهد. نتیجه حاصل از روش شناسه سازه یک نتیجه تحلیلی و صریح است. در این مقاله، روش طراحی پنل تقویت شده با مفهوم شناسه سازه با پیکربندی کلی (شامل امکان انتخاب نوع تقویت کننده، امکان طراحی پنل تقویت شده یکپارچه و یا پنل تقویت شده پوسته-استرینگر) مورد بررسی قرار گرفته است. با انجام اصلاحاتی، نتایج روش شناسه سازه به نتایج تحلیلهای چرخهای مرسوم نزدیکتر شده است. نتایج حاصل را میتوان به عنوان بهینهسازی اولیه نیز در نظر گرفت. این نتایج با روشهای جاری طراحی و روش اجزاء محدود مقایسه شدهاند که علی رغم نزدیکی آنها، روش شناسه سازه نتایج محافظه کارانهتری در اختیار میگذارد. این موضوع به علت ماهیت بهینهسازی تقریبی این روش میباشد. این روش علاوه برای اینکه خود میتواند یک طراحی اولیه قابل قبول باشد، به عنوان نقطه شروع طراحی در روشهای عددی بهینهسازی نیز قابل استفاده است.
امیر رضا شاهانی، ایمان شاکری، حامد معیری کاشانی،
دوره ۱۴، شماره ۱۳ - ( ۱۲-۱۳۹۳ )
چکیده
با توجه به کاربرد گسترده اتصالات پیچی در صنایع، تخمین عمر خستگی پیچ ها امری مهم است. در پژوهش حاضر هدف تخمین عمر خستگی پیچ های اتصال دو فلنج در یک پوسته استوانه ای تقویت شده همراه با گشودگی است. برای تخمین عمر پیچ مذکور به دو دسته اطلاعات نیاز می باشد: خواص خستگی پیچ و مقدار تنش وارد شده به آن تحت بارهای اعمالی به سازه. لذا دو مسیر پیموده شده است. ابتدا خواص خستگی پیچ مورد نظر مطابق استاندارد ایزو ۳۸۰۰ در آزمایشگاه اندازه گیری شده است. بدین منظور قید و بند خاصی طراحی و ساخته شده است که قابلیت انجام آزمایش روی پیچ های مختلف را فراهم می سازد. با انجام آزمایش های خستگی، خواص خستگی پیچ مورد نظر از جمله حد خستگی پیچ ها و ثوابت معادله ی باسکوئین (ضریب مقاومت خستگی و نمای مقاومت خستگی) اندازه گیری شده است. همچنین محل و سطح شکست مورد بررسی قرار گرفته است. سپس در گام بعدی مقدار تنش وارد شده به پیچ مورد نظر که تحت یک بارگذاری ترکیبی قرار دارد، به کمک مدلسازی اجزا محدود محاسبه شده است. به دلیل پیچیدگی های موجود در مسئله که موجب بالا رفتن هزینه تحلیل مسئله مذکور به صورت سه بعدی می شود، از تکنیک زیر مدلسازی پوسته به جامد استفاده شده است. در نهایت با بدست آوردن تنش اسمی پیچ از مدلسازی و استفاده از خواص خستگی بدست آمده از آزمایش ها، عمر پیچ مورد نظر تخمین زده شده است.
مجتبی یزدانی، محمدامین قاسمی، احسان سلطان آبادی،
دوره ۱۴، شماره ۱۵ - ( ۱۲-۱۳۹۳ )
چکیده
امروزه پوستههای تقویتشده مشبک کامپوزیتی، کاربردهای بسیاری در صنایع هوافضا دارند. این سازهها شامل یک پوسته خارجی کامپوزیتی است که برای تقویت آن از ریبهایی که به صورت مارپیچ و محیطی، به طور معمول در سطح داخلی پوسته قرار میگیرند، استفاده میشود. یکی از انواع این سازهها که در ساخت بدنهی پرتابههای فضایی استفاده میشود، پوستههای مخروطی است. در این پژوهش به بررسی رفتار کمانشی پوستههای کامپوزیتی تقویتشدهی مشبک مخروطی تحت بار محوری پرداخته شدهاست. برای این منظور از روش تحلیلی – تقریبی و اجزاء محدود استفاده شده و اثر پارامترهای زاویه الیاف در پوسته خارجی، زاویه ریبهای مارپیچ، تعداد ریبها و زاویه رأس مخروط بر روی بار کمانشی این سازهها بررسی شد. در روش تحلیلی – تقریبی، مجموعهی تقویتکنندهها با یک پوسته که از نظر سفتی معادل با یکدیگر هستند، جایگزین شدند. بر این اساس، ماتریسهای سفتی کشش، کوپلینگ و خمشی معادل برای تقویتکنندهها محاسبه شدند. در نهایت با استفاده از روش ریتز، بار کمانشی آنها محاسبه شد. در روش اجزاء محدود نیز با استفاده از نرم افزار انسیس پوسته مخروطی مدلسازی و تحلیل شد. در تحلیل اجزاء محدود، دو نوع مود کمانشی برای این سازهها مشاهده شد.
رضا انصاری خلخالی، جلال ترابی،
دوره ۱۵، شماره ۳ - ( ۳-۱۳۹۴ )
چکیده
در این مقاله، ارتعاشات آزاد پوستههای استوانهای ساخته شده از کامپوزیتهای مدرج تابعی تقویت شده با نانو لولههای کربنی تحت بارگذاری حرارتی و احاطه شده توسط بستر الاستیک مورد بررسی قرار گرفته است. توزیع نانو لولههای کربنی در راستای ضخامت پوسته کامپوزیتی به دو صورت یکنواخت و مدرج تابعی در نظر گرفته شده است. بستر الاستیک به صورت مدل پسترناک در نظر گرفته شده است که در این مدل علاوه بر ثابت فنری نوع وینکلر، ثابت برشی نیز لحاظ میگردد. اثر بارگذاری حرارتی به صورت وجود تنشهای اولیه در نظر گرفته شده است. معادلات حاکم با استفاده از اصل همیلتون و بر اساس تئوری برشی مرتبه اول و در نظر گرفتن روابط کرنش-تغییر مکان سندرز و دانل به دست آمده است. معادلات حاکم با استفاده از روش تفاضل مربعات تعمیم یافته در راستای طولی و یک عملگر مشتقگیر متناوب در راستای محیطی، گسسته سازی شده است. در ابتدا نتایج حاضر با نتایج موجود اعتبار سنجی شده است. سپس تاثیر پارامترهای مختلف از جمله بارگذاری حرارتی، شرایط مرزی مختلف، بستر الاستیک و شرایط هندسی متفاوت بر روی فرکانس طبیعی سازه مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج نشان میدهد که وجود بستر الاستیک و بارگذاری حرارتی اولیه به ترتیب باعث افزایش و کاهش فرکانس طبیعی بیبعد میشود.
سیامک مقبلی، محمد جواد محمودی،
دوره ۱۵، شماره ۱۰ - ( ۱۰-۱۳۹۴ )
چکیده
در این مقاله، با اعمال یک شیوه نوین برنامهنویسی و استفاده از یک مدل تحلیلی میکرومکانیکی سهبعدی رفتار ترمومکانیکی کامپوزیتهای فعالشده با الیاف آلیاژ حافظهدار تحت بارگذاری خارج از محور چرخهای استخراج میشود. شیگرایی و اصول کاربردی آن بر مدل میکرومکانیکی پیادهسازی میگردد و با استفاده از روش حل عددی غیرخطی نیوتن – رافسون پاسخ کامپوزیت در بازههای مختلف دمایی تعیین میگردد. بهمنظور رسیدن به پاسخی بهینه ضریبی به عنوان ضریب همگرایی در روش حل غیرخطی نیوتن – رافسون استفاده میگردد. المان حجمی نمایندهی کامپوزیت از دو فاز شامل الیاف آلیاژ حافظهدار و زمینه فلزی تشکیل میشود. رفتار زمینه بهصورت ویسکوپلاستیک و رفتار الیاف به صورت غیرخطی غیرالاستیک براساس مدل لاگوداس در نظر گرفته میشود که قادر به مدلسازی استحالهی فاز آلیاژ حافظهدار و رفتار سوپرالاستیک آلیاژ حافظهدار میباشد. همچنین آرایش الیاف در زمینه بهصورت توزیع اتفاقی در نظر گرفته میشود. پاسخهای ترمومکانیکی کامپوزیت در بازههای دمایی مختلف جهت نمایش خواص حافظهشکلی و سوپرالاستیسته الیاف حافظهدار بررسی میگردند. در این راستا، ابتدا کامپوزیت تحت بارگذاری و باربرداری چرخهای مکانیکی قرار میگیرد و سپس تحت بارگذاری حرارتی قرار میگیرد. خاصیت حافظهشکلی سیم آلیاژ حافظهدار و کامپوزیت مورد مقایسه قرار میگیرد و اثرات نیروهای به وجودآمده در کامپوزیت فعال، به وسیله مقیدسازی محوری کامپوزیت بررسی میگردد. همچنین اثرات زاویهداری الیاف نشان داده میشود. مقایسه نتایج تحقیق حاضر با تحقیقات موجود در دسترس پیشین، تطابق بسیار خوبی را نشان میدهد.
مرتضی دزیانی، حسین دلایلی، شهرام یوسفی، حمید فرخ فال،
دوره ۱۶، شماره ۶ - ( ۶-۱۳۹۵ )
چکیده
در این مقاله با استفاده از نتایج روش طراحی تقریبی شناسه سازه به عنوان گام اولیه، فرایند طراحی بهینه پنل تقویت شده فشاری با استفاده از مدل جایگزین گوسی ایجاد شده است. مدلسازی با استفاده از پاسخهای حاصل از تحلیلهای غیرخطی کمانش اجزاء محدود صورت گرفته است. از مدل جایگزین برای کاهش تعداد تحلیلهای اجزاء محدود و کاهش زمان طراحی استفاده شده است. با به کارگیری نقاط پرکننده در طول فرایند بهینهسازی، همگرایی به بهینه محلی تضمین شده است. از دو مسئله آزمایشی برای به تصویر کشیدن راهبرد روش مدل جایگزین، بررسی حساسیت طرح نمونهبرداری اولیه و انتخاب گام نهایی مناسب استفاده شده است. همچنین شرط همگرایی مرسوم در روش مدل جایگزین اصلاح گردید تا ضمن تسریع در همگرایی کیفیت پاسخ نیز کاهش نیابد. با معرفی یک تکنیک کارآمد، یافتن بهینه فراگیر مدل جایگزین در هر بار تکرار تضمین گردیده است. فرایند طراحی بهینه برای دو نوع پنل تقویت شده طراحی ارائه گردیده است. در پنل تقویت شده نوع الف با تعداد چهار متغیر طراحی، فرایند پس از اضافه شدن ۵ نقطه پرکننده به طرح نمونه برداری اولیه با ۵۵ نقطه همگرا شده است. همچنین در پنل تقویت شده نوع ب با شش متغیر طراحی طرح نمونه برداری اولیه با ۵۷ نقطه ایجاد گردیده و فرایند بهینهسازی پس از اضافه کردن ۱۷۳ نقطه پرکننده متوقف شده است. نتایج حاصل با یافتههای روش تحلیلی شناسه سازه مقایسه شدهاند. در پایان با نتیجهگیری در مورد نسبتهای هندسی سازه بهینه، راهبردی برای میل به سمت بهینه فراگیر تابع اصلی معرفی شده است.
مهدی زارعی، غلامحسین رحیمی،
دوره ۱۶، شماره ۹ - ( ۹-۱۳۹۵ )
چکیده
پوسته های استوانه ای دوار دارای کاربردهای صنعتی نظیر سانتریفیوژها وتوربین ها و خشک کنها و شفت های دوار وموتورها و ورتور و.... می باشند بنابراین بررسی ارتعاشی آنها ضروری به نظر میرسد. پو سته های استوانهای مشبک کامپوزیتی به عنوان یکی از پرکاربردترین نمونه سازههای مشبک، بخاطر دارا بودن فوایدی همچون استحکام ویژه بالا، سبکی و خواص مقاومت به خوردگی، امروزه بطور وسیعی در صنایع هواپیماسازی، صنایع موشکی و دریایی مورد استفاده قرار میگیرند در این تحقیق ارتعاشات آزاد استوانه کامپوزیتی مشبک دوار با تکیه گاههای مختلف با استفاده از بسط سری فوریه ارائه میشود. از روش تحلیلی- تقریبی معادل سازی برای معادل کردن سفتی تقویت کنندهها استفاده گردید.تقویت کننده ها به صورت تیر در نظر گرفته شدندکه قادر به تحمل نیروهای برشی و ممان خمشی نسبت به بارمحوری وارده میباشد. معادلات مربوط به آنالیز ارتعاشی برمبنای تئوری ساندرز استخراج میشود و با استفاده بسط سری فوریه تبدیل استوکس فرکانس ارتعاشات پوسته استوانهای تعیین میشود.اثر تغییر پارامترهای هندسی و تغییر در زاویه بین تقویت کننده ها و همچنین نیروی محوری مورد روی فرکانس ارتعاشات بررسی قرارگرفت نتایج حاضر جدید بوده و میتواند به عنوان مبنایی برای مطالعات آتی مورد استفاده قرار گیرد.
پرهام زاهدی نژاد، مهرداد محمدی، کامران فروتن،
دوره ۱۷، شماره ۳ - ( ۳-۱۳۹۶ )
چکیده
در این مقاله، تحلیل دقیق رفتار پسکمانش حرارتی پوستههای استوانهای مدور نازک تقویت شده مدرج تابعی که تحت بار حرارتی شعاعی قرار گرفته و توسط محیط الاستیک احاطه گردیده، انجام میشود. تقویتکنندههای طولی و حلقوی به صورت داخلی در نظر گرفته میشوند و خواص پوسته و تقویتکنندهها به صورت وابسته به دما و مدرج تابعی در راستای ضخامت لحاظ میگردند. محیط الاستیک اطراف پوسته استوانهای بر اساس مدل دو پارامتری وینکلر و پاسترناک مدلسازی میشود. روابط اساسی و معادلات تعادل بر اساس تکنیک تقویتکنندههای تکهای و تئوری کلاسیک پوسته و با توجه به روابط غیر خطی فن-کارمن، به دست میآید. با استفاده از روش گالرکین، پاسخ معادله غیر خطی پوسته استوانهای محاسبه میگردد. به منظور صحتسنجی روش، نتایج به دست آمده با نتایج سایر تحقیقات موجود مقایسه میگردد و در ادامه تأثیر پارامترهای مختلف مانند شاخص کسر حجمی ماده، تعداد تقویتکنندهها و پارامترهای بستر ارتجاعی بر روی پاسخ پسکمانش حرارتی پوسته استوانهای تقویت شده بررسی میشود. نتایج عددی نشان میدهند که وجود تقویت کننده ها و بستر ارتجاعی باعث بالابردن پایداری پوسته استوانهای میگردد. بعلاوه، افزایش ضخامت پوسته، کاهش شاخص کسر حجمی، افزایش تعداد تقویتکنندههای طولی و حلقوی و به کاربردن بستر الاستیک باعث افزایش دمای پسکمانش حرارتی پوسته استوانهای تقویت شده مدرج تابعی می-گردد.
مینا برزگران، حسین مهدیزاده، سلمان پوراسماعیل،
دوره ۱۷، شماره ۹ - ( ۹-۱۳۹۶ )
چکیده
در تحقیق حاضر بهمنظور مدلسازی انتقال رسوب بستر، از یک روش حجم محدودگودونوف استفاده میشود. معادلات به کار گرفتهشده در این مدلسازی شامل معادلات آب کمعمق برای شبیهسازی رفتار هیدرودینامیک و نیز معادله رسوب برای شبیهسازی تغییرات مورفودینامیک میباشند. سپس این دو مجموعه از معادلات توسط روش ریمن تقویتشده بر اساس یک روش جفت شده ضعیف، حل می گردند. درروش جفت شده ضعیف ابتدا معادله رسوب حل میگردد و سپس نتایج بهروز شده تغییرات پروفیل رسوب بهصورت عبارت منبع در معادلات آب کمعمق با استفاده از یک ساختار ریمان مشابه به کار گرفته میشود. روش عددی موردنظر ابتدا برای شبیهسازی نمونه آزمایشی انتقال لایه رسوب سهموی، استفاده شد و نتایج بهدستآمده با دادههای آزمایشگاهی در دسترس صحت سنجی گردید. سپس انتقال یک توده رسوب با شرایط اولیه زیر بحرانی که شرایط برخورد ملایم و شدید بین سطح آب و رسوب کف ایجاد می نماید، در نظر گرفته گردید. نتایج حاصل از این پژوهش بیانگر آن است که روش جفت شده ضعیف که بر مبنای روش ریمن تقویت شده، توسعه یافته است، قابلیت مدلسازی تمامی شرایط انتقال رسوب با دقت بالا را دارا می باشد و تطابق بسیار خوبی با حلهای مرجع یا تحلیلی در نمونههای آزمایشی برای انواع جریان ها دارد.
شهاب زارع حسین آبادی، مهدی فکور، رهام رفیعی،
دوره ۱۷، شماره ۱۰ - ( ۱۰-۱۳۹۶ )
چکیده
در این مقاله یک معیار کلی برای پیش بینی شکست تحت بارگذاری مود ترکیبی I/II برای مواد اورتوتروپیک ارائه شده است. تستهای مختلف صورت پذیرفته در قطعات اورتوتروپیک نشان می دهد که همواره ترک در راستای الیاف و در بستر ایزوتروپیک رشد میکند. با استفاده از مدلی به نام مدل ایزوتروپیک تقویت شده معادل میتوان به بررسی و تعمیم معیارهای مواد ایزوتروپیک به مواد اورتوتروپیک بهره برد. با استفاده از این واقعیت، این ایده القاء میشود که شکست مواد اورتوتروپیک ترکدار باید از معیارهای شکست مواد ایزوتروپیک تبعیت نماید. این معیار جدید از توسعه معیار ماکزیمم تنش محیطی به محیط ایزوترپیک تقویت شده بهره برده شده است. همچنین در این پژوهش نقش ترم تنش T در شکست این مواد مورد بررسی قرار گرفته شده است. از بررسی نتایج این معیار و مقایسه آن با داده های تجربی موجود، نشان داده میشود که در این معیار هم جهت رشد ترک و هم لحظه رشد ترک را به درستی پیش بینی می نماید. همچنین نشان داده شده است که تنش غیر سینگولار T بر روی شکست مواد اورتوتروپیک تاًثیر بسزایی دارد، خصوصاً زمانی که مود دوم مود غالبی باشد. در این مقاله بیان می شود که برخلاف مواد ایزوتروپیک، چقرمگی شکست مواد اورتوتروپیک در مود I نشان دهنده حداکثر تحمل ماده ترکدار در مود I نیست و بر این اساس یک خاصیت جدید برای این گونه مواد تعریف میشود. با توجه به سهولت دسترسی، از چوب به عنوان ماده آزمایشگاهی برای بررسی و مقایسه نتایج استفاده شده است.
سید عباس ارحام نمازی، نصر الله بنی مصطفی عرب، امیر رفاهی اسکوئی، فرانچسکو آیمریک،
دوره ۱۸، شماره ۳ - ( ۳-۱۳۹۷ )
چکیده
امروزه استفاده از مواد کامپوزیتی پایه پلیمری در صنایع مختلف به دلیل خواص مکانیکی خوب، سبکی و عایق بودن نسبت به حرارت و صوت و مقاومت به خوردگی با استقبال روزافزونی مواجه شده است. طی دو دهه اخیر، کامپوزیتهای پایه پلیمریِ تقویت شده با الیاف کربن دارای ساختار لایهای کاربرد فراوانی در صنایع هوافضا و اتومبیل یافتهاند. این مواد ممکن است در زمان تولید یا سرویس، تحت ضربه قرار گرفته و ناحیه عیب کوچکی در آنها به وجود آید. این عیب کوچک میتواند باعث کاهش خواص مکانیکی سازه شده و منجر به شکست آن گردد. از این رو لزوم بهرهگیری از روشی جهت تشخیص عیوب در این مواد احساس میشود. در این مقاله، نمونه کامپوزیتی پایه پلیمری از الیاف کربن در رزین پلی استر ساخته شد و تحت آزمون ضربه قرار گرفت. به منظور در نظر گرفتن تکرارپذیری در فرایند عیب یابی، نمونه تحت ۴ آزمون متفاوت ضربه قرار گرفت و نواحی عیب با استفاده از روشهای آزمون رادیوگرافی با مایع نافذ و آزمون فراصوتی بازتابی به روش غوطهوری روبش C، مورد ارزیابی قرار گرفت. تصویر حاصل از روش رادیوگرافی با استفاده از دستگاه اسکنر دیجیتال، اسکن شد و همچنین تصویر حاصل از آزمون فراصوتی روبش C، با در نظر گرفتن مقدار رزولوشن در آزمون، کالیبره گردید. مساحت نواحی عیب با استفاده از نرم افزار ایمیج جی بدست آمد. بررسی نتایج حاصل حاکی از توانایی دو روش مذکور در تشخیص و اندازه گیری نواحی عیب در نمونه کامپوزیتی میباشد و روش روبش C ناحیه عیب را با دقت بیشتری مییابد.
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.
دوره ۱۹، شماره ۶ - ( ۹-۱۳۹۸ )
چکیده
مقاله ی حاضر، عمل کرد تیرهای بتن مسلح تقویت شده در برش را به روش آزمایشگاهی مورد بررسی قرار داده و به کمک تحلیل اجزای محدود شبیه سازی میکند. سپس با انجام تحلیل های موردی، تاثیر استفاده از بتن با مقادیر متفاوت مقاومت فشاری و نسبت های متفاوت آرماتورهای عرضی مورد بررسی قرار خواهد گرفت. در بخش آزمایشگاهی ۴ نمونه ی تیر بتن مسلح به دو گروه با و بدون خاموت تقسیم شده و در آن اثر استفاده از نوارهای پلیمری تقویت شده با الیاف کربن به روش نصب در نزدیک سطح تحقیق میشود. برای این منظور، تیرهایی با ابعاد ۲۰۰ ۳۰۰ ۲۰۰۰ میلی متر ساخته شده و تحت بار استاتیکی قرار گرفتند و منحنی های بار- تغییر مکان وسط دهانه و نحوه ی گسیختگی آن ها مورد مقایسه قرار گرفتند. شیارهای مورد استفاده در تکنیک NSM، مجموعه هایی از دو شیار هستند که در فواصل منظم در دهانه های برشی ایجاد شده اند. نتایج آزمایشگاهی نشان می دهد که استفاده از روش NSM باعث افزایش ظرفیت برشی به میزان ۴۱ درصد و ۶۹ درصد به ترتیب در تیرهای با و بدون خاموت می شود. به علاوه، شبیه سازی نمونه های آزمایشگاهی با مدل کردن احتمال جدا شدگی نوارهای کامپوزیتی با استفاده از المان چسبنده نشان می دهد که نتایج حاصل از روش پیشنهادی مدل سازی، انطباق خوبی با نتایج آزمایشگاهی دارد. هم چنین تحلیل های اجزای محدود موردی نشان میدهد که با کاهش مقاومت فشاری بتن، احتمال جدا شدگی نوارهای CFRP بیش تر است و با افزایش درصد آرماتورهای برشی، کرنش محوری نوارهای CFRP کاهش پیدا می کند.
وحید طهماسبی، محمدحافظ باقی، سپهر آئینه بندی،
دوره ۲۲، شماره ۱۰ - ( ۷-۱۴۰۱ )
چکیده
استفاده از آلومینیوم با ضریب تقویت شده جهت بالا بردن این ماده نسبت به آلومینیوم در صنایع صنایع خودروسازی، هواپیماسازی و لوکوموتیو کاربرد دارد، در این مقاله ضمن بررسی پارامتر های نرخ براده برداری و کیفیت سطح بر فرایند ماشین کاری آلومینیوم کامپوزیت در درصد های مختلف SIC به بررسی ویژگیهای ماشینکاری عملیات فرز پایانی می پردازد تا حداقل کیفیت سطح، نیروی برش، نرخ براده برداری با حداکثر نرخ حذف مواد را با استفاده از تحلیل رابطهای خاکستری مبتنی برروش طراحی سطح پاسخ (RSM) به دست آورد. . بیست و هفت اجرای آزمایشی بر اساس روش طراحی سطح پاسخ (RSM) با تغییر پارامترهای سرعت اسپیندل، تغذیه و عمق برش در درصد وزنی مختلف تقویتکنندهها مانند کاربید سیلیکون (SiC-۵٪، ۱۰٪، ۱۵%) انجام شد . و آلومینا (Al۲O۳-۵%) در زمینه فلزی آلومینیوم ۷۰۷۵. تجزیه و تحلیل رابطه خاکستری برای حل مسئله بهینه سازی چند پاسخ با تغییر وزن برای پاسخ های مختلف بر اساس الزامات فرآیند کیفیت یا بهره وری استفاده شد. نتایج نشان میدهد که سرعت اسپندل و درصد وزنی SiC مهمترین عواملی هستند که بر ویژگیهای ماشینکاری کامپوزیتهای هیبریدی تأثیر میگذارند.
وحید طهماسبی، سپهر آئینه بندی، محمدحافظ باقی،
دوره ۲۲، شماره ۱۰ - ( ۷-۱۴۰۱ )
چکیده
استفاده از کامپوزیت آلومینیوم تقویت شده با ذرات سیلیسیم کارباید و بهبود برخی از خواص مکانیکی مهم نسبت به آلومینیوم در صنایع خودروسازی، هواپیماسازی و لوکوموتیو کاربرد دارد، در این مقاله ضمن بررسی نیروی برشی و فرسایش ابزار بر فرایند ماشین کاری آلومینیوم کامپوزیت در درصد های مختلف SIC به بررسی ویژگیهای ماشینکاری عملیات فرز کاری انگشتی میپردازد تا حداقل نیروی برش، سایش ابزار با حداکثر نرخ براده برداری را با استفاده از تحلیل رابطهای خاکستری مبتنی بر روش طراحی سطح پاسخ (RSM) به دست آورد. بیست و هفت اجرای آزمایشی بر اساس روش طراحی سطح پاسخ (RSM) با تغییر پارامترهای سرعت اسپیندل، پیشروی و عمق برش در درصد وزنی مختلف تقویتکنندهها مانند کاربید سیلیکون (SiC-۵٪، ۱۰٪، ۱۵%) انجام شد. و آلومینا (Al۲O۳-۵%) در زمینه فلزی آلومینیوم ۷۰۷۵. تجزیه و تحلیل رابطه خاکستری برای حل مسئله بهینه سازی چند پاسخ با تغییر وزن برای پاسخ های مختلف بر اساس الزامات فرآیند کیفیت یا بهره وری استفاده شد. انتخاب مناسب پارامترهای ورودی (سرعت اسپیندل ۱۰۰۰ دور در دقیقه، تغذیه ۰,۰۳ میلیمتر بر دور، عمق برش ۱ میلیمتر و ۵ درصد SiC) نرخ براده برداری بالای مواد همراه با سطح ریز، سایش ابزار کمتر و نیروی برش کم را ایجاد میکند.
امیر کریمان مقدم، سعید رهنما،
دوره ۲۳، شماره ۸ - ( ۵-۱۴۰۲ )
چکیده
روش مناسب برای اتصال پلیمرهای تقویت شده با الیاف کربن (CFRP) به آلومینیوم که باعث توزیع تنش یکنواخت، عملکرد خستگی مناسبتر و کاهش وزن میگردد اتصال چسبی میباشد. در اتصال چسبی سطح تماس چسبندهها و چسب نواحی حساس برای شروع و گسترش خرابی میباشند. برای از بین بردن آلودگی-های سطحی چسبندهها بایستی عملیات سطحی شوند. در این تحقیق تاثیر الگوی هدفمند عملیات سطحی لیزری در استحکام اتصال چسبی کامپوزیت/آلومینیوم مود اول شکست مورد بررسی قرار گرفته است. ابتدا عملیات سطحی لیزری در سرتاسر نمونهها انجام شده تا بتوان پارامترهای دستگاه لیزر که با ایجاد کیفیت سطح مناسب باعث افزایش استحکام اتصال میگردند پیدا شوند. سپس الگوی سطح هدفمند لیزری با پارامترهای مناسب برای ایجاد سایش و تمیزکاری سطح چسبندهها انجام شده است. نتایج نشان دهنده افزایش ۵/۱۵% نرخ رهایی انرژی کرنشی بحرانی مود اول برای نمونه عملیات سطحی لیزری سرتاسری نسبت به روش سنبادهزنی میباشد. این در حالی است که با الگوی هدفمند عملیات سطحی لیزری نرخ رهای انرژی کرنشی بحرانی مود اول بترتیب ۹/۵% و ۴/۲۲% نسبت به عملیات سطحی لیزری سرتاسری و سنبادهزنی افزایش پیدا کرده است. بررسی سطح شکست نمونهها نشان دهنده به تأخیر افتادن رشد ترک در نمونههای الگوی هدفمند عملیات سطحی لیزری با تغییر از حالت خرابی اتصال به پارگی الیاف میباشد که باعث بهبود استحکام اتصال شده است.
رضا رشمه کریم، محمد جعفری، مهدی حیدری،
دوره ۲۳، شماره ۱۰ - ( ۷-۱۴۰۲ )
چکیده
تحلیل و مدلسازی نحوه رشد ترک و آسیب در اجسام و سازه ها یکی از موارد مهم برای طراحی روشهای جلوگیری رشد ترک و یا توقف آن جهت جلوگیری از وقوع شکست ناگهانی و در نتیجه افزایش عمر سازهها میباشد. تا کنون تحقیقات گستردهای در زمینه مدلسازی شکست، رشد ترک و آسیب در اجسام و سازهها، توسط پژوهشگران صورت گرفته است. با وجود این پژوهشها هنوز مشکلات زیادی در زمینه مدلسازی رشد ترک و آسیب در اجسامی که دارای نقاط منفرد و ناپیوستگیها میباشند، وجود دارد. در سالهای اخیر نظریه جدیدی تحت عنوان تئوری پری¬داینامیک برای مدل سازی و تحلیل چنین مسائلی ارائه شده است. چارچوب فرمولبندی تئوری پریداینامیک بر اساس معادلات انتگرالی می باشد. همچنین نقاط منفرد، ناپیوستگیها و آسیب در جسم و مدلسازی آنها به عنوان نوعی دیگر از تغییر شکل و جزیی از معادلات ساختاری این تئوری می باشند. در نتیجه میتوان از تئوری پریداینامیک بطور مستقیم و بدون نیاز به روابط تکمیلی جهت مدلسازی رشد ترک در مسائلی که شامل نقاط منفرد و ناپیوستگی ها هستند، استفاده کرد. در این پژوهش به ارزیابی تئوری پریداینامیک مبتنی بر پیوند در تحلیل و مدلسازی آسیب در قطعهکار کامپوزیتی پلیمری تکلایه تقویت شده با الیاف تکجهته کربن پرداخته شدهاست و نتایج حاصل از این پژوهش با نتایج منابع در دسترس مورد مقایسه قرار گرفته شده است. با توجه به نتایج حاصل از این پژوهش میتوان بیان کرد که تئوری پریداینامیک بخوبی و بدون تغییر درمعیار و بدون نیاز به روابط تکمیلی قادر به تحلیل و مدلسازی رشد ترک، آسیب و شکست در قطعهکار کامپوزیتی پلیمری تقویت شده با الیاف کربن میباشد. همچنین میتوان بیان کرد که جهت الیاف در قطعهکار کامپوزیتی موردنظر تاثیر بسزایی بر آسیب و رشد ترک ایجاد شده در آن و نیروی وارد بر آن از طرف ابزار طی فرآیند ماشینکاری دارد.