---

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.

---

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.

---

در سال‌های اخیر کامپوزیت‌های لایه‌ای مورد توجه بسیاری از محققین و صنایع مختلف قرار گرفته است. یکی از روش‌های تولید کامپوزیت‌های لایه‌ای روش پیوند سرد نوردی می‌باشد که نسبت به سایر روش‌های تولید کامپوزیت از لحاظ اقتصادی به‌صرفه می‌باشد و قابلیت تولید کامپوزیت‌های لایه‌ای با جنس‌های مختلف را دارد. در این تحقیق برای اولین بار چقرمگی شکست تنش صفحه‌ای به صورت تجربی برای نمونه‌ی کامپوزیت لایه‌ای آلومینیوم/مس/آلومینیوم تولید شده به روش پیوند سرد نوردی با استفاده از نمونه‌های کششی فشرده و مطابق با استاندارد ASTME۵۶۱ مشخص شده است. چقرمگی شکست یکی از پارامترهای مهم ماده در طراحی می‌باشد که بررسی آن به‌منظور پیش‌بینی عمر و رشد ترک مواد ترک‌دار در برابر اعمال تنش می‌باشد. علاوه بر بررسی چقرمگی شکست، خواص مکانیکی با استفاده از آزمون کشش‌تک‌محوره، میکروسختی و سطح مقطع شکست با استفاده از میکروسکوپ الکترونی روبشی و میکروسکوپ نوری مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج حاصل از آزمون‌های انجام شده حاکی از افزایش استحکام، میکروسختی و چقرمگی شکست برای نمونه‌ی کامپوزیتی آلومینیوم/مس/آلومینیوم نسبت به نمونه‌های اولیه آلومینیوم۵۰۵۲ و مس خالص می‌باشد که عامل اصلی این افزایش اعمال کرنش زیاد و کار سرد می‌باشد. چقرمگی شکست برای نمونه‌ی تولید شده به ۳۸,۷MPa.m۱/۲ می‌رسد که نسبت به نمونه‌های اولیه آلومینیوم و مس به ترتیب ۸۱% و ۱۶۵% افزایش می‌یابد. عکس‌های میکروسکوپ الکترون روبشی نشان می‌دهد که مکانیزم شکست نرم برای کامپوزیت لایه‌ای آلومینیوم/مس/آلومینیوم همانند نمونه‌های اولیه حاکم است، البته با این تفاوت که میکروحفرات برای نمونه‌ی کامپوزیتی نسبت به نمونه‌های اولیه کم عمق‌تر و کوچکتر شده‌اند.

---

بررسی رفتار ارتعاشاتی سازه‌های خمیده کامپوزیتی تحت حرکت وسایل نقلیه به ندرت در میان تحقیقات گذشته وجود دارد. در این مقاله به تحلیل پاسخ دینامیکی یک تیر خمیده لایه‌ای عمیق با تکیه‌گاه‌های ساده تحت بار متحرک شعاعی بر مبنای تئوری تیر تیموشنکو پرداخته شده است. به این منظور معادلات حرکت حاکمبا فرض ثابت بودن انحنای تیر، تحت بار متحرک متمرکز با دامنه و سرعت ثابت به روش همیلتون استخراج شده‌اند. برای حل معادلات سیستم، از روش‌های تحلیلی و عددی استفاده شده و پاسخ دینامیکی تیر در جهت‌های محوری، شعاعی و پیچشی به‌دست آمده‌اند. سرعت بار متحرک، شعاع و زاویه تیر خمیده در مدت زمان حضور بار متحرک بر روی تیر موثر می‌باشند. اثرات مشخصات بار متحرک، هندسی و ماده بر روی پاسخ دینامیکی، فرکانس پایه‌ای تیر و سرعت بحرانی بار متحرک بررسی شده است.نتایج نشان می‌دهند که در میان انواع مختلف لایه‌چینی‌های مورد بررسی، کمترین و بیشترین خیز تیر، برای تیر چهار لایه به ترتیب مربوط به حالت لایه‌چینی[۹۰/۰/۹۰/۰]و [۴۵/-۴۵/-۴۵/۴۵] است. علاوه بر این مشاهده می‌شود که با افزایش سرعت بار متحرک تا قبل از سرعت بحرانی، جابجایی دینامیکی تیر کاهش می‌یابد. در ضمن نشان داده می‌شود که افزایش شعاع تیر خمیده منجر به کاهش فرکانس و افزایش سرعت بحرانی بار متحرک می‌شود.

---

در این تحقیق برای اولین‌بار در ساخت کامپوزیت Al/Cu/SiC از فرآیند نوردتجمعی متقاطع استفاده شد. ریزساختار و خواص مکانیکی کامپوزیت‌های فرآوری‌شده به‌ترتیب با استفاده از میکروسکوپ نوری، الکترون روبشی، کشش تک‌محوره و میکروسختی بررسی شد. نتایج ریزساختاری نشان داد که بعد از هشت مرحله، کامپوزیت تولیدشده، دارای توزیع کاملا یکنواخت از تقویت‌کننده‌ها و پیوند قوی بین ذرات می‌باشد. استحکام کششی در مرحله اول افت پیداکرد و بعد از آن به‌طور پیوسته افزایش یافت. همچنین روند تغیرات استحکام کششی و ازدیادطول مشابه بود. مقدار میکروسختی نیز برای لایه‌‌های آلومینیم و مس نسبت به نمونه‌های اولیه به‌ترتیب ۱۴۶۹%و ۱۶۳% بهبود یافت. بررسی سطوح شکست در مرحله هشتم نشان داد که مکانیزم شکست زمینه آلومینیمی از نوع نرم برشی می‌باشد.

---

در این پژوهش، کامپوزیت سه لایه برنج- فولاد IF- برنج به روش فرایند نورد سرد پیوندی ساخته شد و خواص شکل‌پذیری آن مورد بررسی قرار گرفت. بدلیل کارسختی بالای کامپوزیت حین فرایند نورد ، نمونه‌ها در دماهای آنیل ۵۰۰ تا ℃۷۰۰ و زمان ثابت ۱۰ دقیقه تحت عملیات حرارتی قرار گرفتند. خواص شکل‌پذیری کامپوزیت به وسیله آزمون‌های کشش، ناهمسانگردی و اریکسن ارزیابی شد. نتایج نشان داد عملیات حرارتی بعد از نورد باعث رخ دادن پدیده تبلور مجدد در کامپوزیت و در نتیجه کاهش استحکام کششی و افزایش توان کرنش سختی می‌شود. ارتفاع گنبد ایجاد شده در آزمون اریکسن قبل از عملیات حرارتی، ۱۰/۵۳mm می‌باشد. با آنیل کردن کامپوزیت در دمای ℃۵۰۰، ارتفاع گنبد به ۱۴/۶۲mm می‌رسد. با بیشتر شدن دمای آنیل تا دمای ℃۶۰۰ به دلیل انرژی نقص در چیدن نسبتا بالای فولاد IF، تبلور مجدد تنها در لایه برنج رخ می‌دهد. اما با افزایش دمای آنیل به ℃۶۵۰ و محیا شدن نیروی محرکه، تبلور مجدد در همه لایه‌ها اتفاق افتاده و شیب تغییرات خواص شکل‌پذیری بیشتر می‌شود. به طوری که در دمای ℃۷۰۰ پدیده تبلور مجدد در کامپوزیت کامل شده و ارتفاع گنبد به بیشترین میزان خود یعنی۱۷/۲۹mm می‌رسد. همچنین با بیشتر شدن دمای آنیل، ناهمسانگردی قائم و صفحه‌ای به ترتیب افزایش و کاهش می‌یابد. با مقایسه خواص ناهمسانگردی کامپوزیت با ورق‌های برنج و فولاد IF در حالت تبلور مجددکامل، مشاهده شدکه تولیدکامپوزیت برنج- فولاد IF- برنج باعث بهبود ناهمسانگردی قائم در برنج و کاهش اثر منفی ناهمسانگردی صفحه ای در فولاد IF می‌گردد.

---