به جمع مشترکان مگیران بپیوندید!

تنها با پرداخت 70 هزارتومان حق اشتراک سالانه به متن مقالات دسترسی داشته باشید و 100 مقاله را بدون هزینه دیگری دریافت کنید.

برای پرداخت حق اشتراک اگر عضو هستید وارد شوید در غیر این صورت حساب کاربری جدید ایجاد کنید

عضویت

فهرست مطالب مهدی عبدالهی آذغان

  • علی علیزاده*، محسن حیدری بنی، محمدرضا زحمتکش، مهدی عبدالهی آذغان
    در پژوهش حاضر به ساخت و بررسی خواص مکانیکی فوم کامپوزیتی زمینه آلومینیومی تقویت شده با ذرات کاربید سیلیسیم پرداخته شده است. فوم های فلزی به واسطه ساختار سلولی خود دارای ویژگی هایی از قبیل چگالی پایین، استحکام به وزن و جذب انرژی بالا در تنش های فشاری می باشند. در میان فلزات مختلف که به منظور فوم سازی مورد استفاده قرار می گیرند، آلومینیوم و آلیاژهای آن به دلیل داشتن چگالی نسبتا پایین، در دسترس بودن و سهولت تشکیل فوم، بیشترین کاربرد را دارند. در این تحقیق فوم های آلومینیومی A356 و کامپوزیتی با مقادیر مختلف از ذرات کاربید سیلیسیم (SiC) به عنوان عامل تقویت کننده و پایدارساز و پودر کربنات کلسیم (CaCO3) به عنوان عامل فوم ساز با استفاده از روش فوم سازی مستقیم از مذاب تولید شد. چگالی نمونه فومی بین 493/0 تا 863/0 گرم بر سانتی متر مکعب اندازه گیری شد. پس از آن ریزساختار فوم ها توسط میکروسکوپ های OM و SEM و خواص فشاری و خمشی فوم ها به دو صورت معمولی و ساندویچ پنل مورد بررسی قرار گرفت. ارتباط بین تنش مسطح و چگالی با درصد وزنی CaCO3 و ذرات SiC بررسی شد که نشان می دهد رفتار فشاری محصولات فومی، یکنواخت نیست. از سوی دیگر نشان داده شد که در 10% وزنی از عامل تقویت کننده SiC، تنش مسطح (پایا)
    کلید واژگان: فوم کامپوزیتی, آلیاژ A356, خواص خمشی, خواص فشاری}
    Ali Alizadeh *, Mohsen Heydari Beni, Mohammadreza Zahmatkesh, Mehdi Abdollahi Azghan
    Due to their cellular structure, metal foams have properties such as low density, strength to weight and high energy absorption under compressive stresses. Among the various metals used for foaming, aluminum and its alloys are the most widely used due to their relatively low density, availability, and ease of foam formation. In this research, A356 aluminum and composite foams with different amounts of silicon carbide (SiC) particles as a reinforcing and stabilizing agent and calcium carbonate powder (CaCO3) as a foaming agent were produced using direct foaming method from the melt. The density of the foam sample was measured between 0.493 and 0.863 g/cubic centimeter. Then, the microstructure of the foams was examined by OM and SEM microscopes and the compressive and flexural properties of the foams in both conventional and sandwich panels. The relationship between flat stress and density with the weight percentage of CaCO3 and SiC particles was investigated, which shows that the compressive behavior of foam products is not uniform. On the other hand, it was shown that at 10% by weight of the SiC boosting agent, plateau stress increases with decreasing CaCO3 powder content from 6.89 to 11.62 MPa.
    Keywords: Composite Foam, A356 Alloy, Three Point Bending Test, Compression Test}
  • علی علیزاده*، محمد استخری، محمدرضا زحمتکش، مهدی عبدالهی آذغان
    کامپوزیت های واکنشی گروه جدیدی از مواد کامپوزیتی که متشکل از دو یا چند ماده هستند؛ به طوری که در شرایط محیطی قادر به اشتعال یا انفجار نیستند ولی در اثر شوک و بارهای ضربه ای شدید و افزایش دما، قابلیت آزادسازی انرژی زیادی را دارند. هدف در این تحقیق، بررسی اثر مدت زمان آسیاکاری بر ریزساختار و خواص حرارتی و خواص مکانیکی کامپوزیت Al-Ni است. به این منظور، ترکیب Al-Ni با نسبت مولی 2:1 در 0.5، 1، 2، 4 و 6 ساعت آسیاکاری و مخلوط شدند. سپس نمونه ها پرس سرد شده و در دمای C 400 به مدت یک ساعت تحت اتمسفر گاز خنثی تف جوشی شدند. ریزساختار به وسیله میکروسکوپ الکترونی روبشی نشر میدانی (FESEM) و XRDآنالیز شد. برای بررسی خواص حرارتی از DSC و DTA و برای خواص مکانیکی از آزمون فشار و هاپکینسون استفاده شده است. نتایج آزمون DSC نشان داد که با افزایش زمان آسیاکاری دمای شروع واکنش از C 650.34 در نمونه 0.5 ساعت آسیاکاری شده به C 645.84 در نمونه 6 ساعت آسیاکاری شده و گرمای واکنش (آنتالپی) از J/g 26.87 به J/g 14.84 کاهش پیدا کرد. نتایج آزمون فشار و هاپکینسون برای نمونه با 6 ساعت آسیاکاری به ترتیب افزایش 21 و 42 درصدی استحکام فشاری را در مقایسه با نمونه با 0.5 ساعت آسیاکاری نشان داد. همچنین نتایج نشان داد با افزایش نرخ کرنش از s-1 0.01 (در آزمون فشار) به s-1 1000 (در آزمون هاپکینسون) تنش فشاری افزایش می یابد.
    کلید واژگان: کامپوزیت های واکنشی, خواص فشاری, خواص حرارتی, آلیاژسازی مکانیکی}
    Ali Alizadeh *, Mohammad Estakhri, Mohammadreza Zahmatkesh, Mehdi Mehdi Abdollahi Azghan
    Reactive composites are a new group of composite materials consisting of two or more materials that cannot ignite or explode in the Environmental conditions, but can release a lot of energy due to shock and severe impact loads. This study aimed to investigate the effect of milling time on the microstructure, thermal and mechanical properties of the Al-Ni composite. For this purpose, the Al-Ni compound with a 2:1 Al:Ni molar ratio was milled for 0.5, 1, 2, 4 and 6 hours in attrition mill and mixed. Then the samples were cold press and sintered at 400 ˚C under argon atmosphere for one hour. The microstructure of samples was analyzed by field emission scanning electron microscope (FESEM) and XRD. To investigation of thermal properties DSC and DTA analysis and for mechanical properties compression test and Hopkinson test were used. The DSC analysis results showed that by increasing the milling time, the reaction start temperature decreased from 650.34 °C in the sample milled to 0.5 hour to 645.84 °C the sample milled to 6 hour and the reaction heat (enthalpy) decreased from 26.87 J/g to 14.84 J/g. The results of compression and Hopkinson tests of samples after 6 hours milling time showed 21 and 42 percent increase in compressive strength, respectively compared to samples after 0.5 hours milling time. Also, the results showed that the compressive strength increased by changing the strain rate from 0.01 s-1 (in the pressure test) to 1000 s-1 (in the Hopkinson test).
    Keywords: Reactive composites, Compressive properties, Thermal properties, Mechanical alloying}
  • علی علیزاده*، مهدی عبدالهی آذغان
    در پژوهش حاضر، تاثیر افزودن نانوذرات دی بورید تیتانیم (TiB2) بر ریزساختار و خواص کششی کامپوزیت زمینه آلومینیوم 5083 مطالعه و بررسی شد. کامپوزیت هایAl5083-TiB2  (با 5 و 10 درصد وزنی تقویت کننده)، همراه با افزودنی های زیرکونیم (Zr) و اکسید سریم (CeO2)، با درصد های مختلف وزنی و به روش ریخته گری گردابی، در دمای 1000 درجه سلسیوس، تحت فرایند درجا تولید شدند. سپس نمونه ها، به منظور توزیع یکنواخت تقویت کننده ها در زمینه، تحت فرایند اکستروژن گرم قرار گرفتند. نانوذرات TiB2 مورد استفاده در این پژوهش، با روش درجا، به وسیله پیش ماده های کریولیت (Na3AlF6)، اکسید تیتانیم (TiO2) و پتاسیم تترا فلورو بوراید (KBF4)، در مذاب آلومینیوم فراوری شد. به منظور بررسی ریزساختار، سطوح و سازوکار شکست نمونه ها، از آنالیز پراش پرتو ایکس (XRD)، میکروسکوپ نوری (OM) و میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) استفاده شد. نتایج آزمون کشش نشان داد که افزودن 10 درصد وزنی ذرات TiB2، در مقایسه با نمونه بدون تقویت کننده، باعث افزایش 7/17 درصدی استحکام کششی نهایی و کاهش 2/19 درصدی کرنش می شود. همچنین، افزودن Zr و CeO2، به علت حذف ترکیب بین فلزی Al3Ti و سازوکار عدم تطابق (ضرایب) انبساط حرارتی با زمینه، در مقایسه با نمونه بدون تقویت کننده، باعث افزایش 8/35 درصد استحکام و 78 درصد کرنش نمونه حاوی 10 درصد تقویت کننده شد. همچنین، آنیل کردن، بعد از مرحله اکستروژن، در نمونه حاوی 10 درصد وزنی TiB2، باعث کاهش استحکام کششی شد.
    کلید واژگان: آلومینیوم 5083, دی بورید تیتانیم, ریخته گری گردابی, اکستروژن گرم}
    Ali Alizadeh *, Mehdi Abdollahi Azghan
    This study was conducted to investigate the effect of adding titanium diboride (TiB2) nanoparticles on the microstructure and tensile properties of the Al5083 matrix composite. Al5083/TiB2 metal matrix composites (with 5 and 10 wt % reinforcement) along with zirconium (Zr) and cerium oxide (CeO2) additives with different wt % were fabricated by in situ-stir casting at 1000 °C. The samples were then subjected to hot extrusion for uniform distribution of reinforcements in the matrix. TiB2 nanoparticles were in-situ processed in molten aluminum using the precursors such as cryolite (Na3AlF6), titanium oxide (TiO2), and potassium tetrafluoroborate (KBF4). The microstructure, surfaces, and failure mechanism of the samples were investigated using X-ray diffraction (XRD), optical microscopy (OM), and scanning electron microscopy (SEM). Tensile test results showed that the addition of 10 wt % TiB2 particles increased the ultimate tensile strength by 17.7 % and decreased the strain by 19.2 % compared to the sample without reinforcement. Besides, the addition of Zr and CeO2 increased the strength by 35.8 % and the strain of the sample containing 78 % by 10 % reinforcement compared to the sample without reinforcement due to the removal of intermetallic compound Al3Ti and the incompatibility between coefficients of thermal expansion (CTE) with the matrix. Also, post-extrusion annealing in the sample with 10 wt % TiB2 reduced the tensile strength.
    Keywords: Al5083 alloy, Titanium diboride, stir casting, Hot extrusion}
  • مهدی عبدالهی آذغان، سید نوید حسینی آب بندانک*، یوسف امیریان، علی علیزاده
    در این پژوهش تاثیر افزودن نانوصفحات گرافن عامل دار بر رفتار مکانیکی کامپوزیت های وینیل استر/ الیاف شیشه مورد بررسی قرار گرفت. جهت توزیع مناسب گرافن در زمینه و ایجاد پیوند مستحکم تر میان گرافن، وینیل استر و الیاف شیشه، سطح گرافن توسط عامل جفت کننده تری آمینوپروپیل تری متوکسی سیلان عامل دار شد. سپس کامپوزیت ها به روش لایه گذاری دستی با نانوکامپوزیت های حاوی درصدهای وزنی 0، 2/0، 4/0 و 6/0 گرافن عامل دار ساخته شدند. مطابق نتایج، نانوکامپوزیت حاوی 4/0 درصد وزنی گرافن عامل دار بهترین خواص را نشان داد. طبق نتایج آزمون خمش، نانوکامپوزیت حاوی 4/0 درصد وزنی در مقایسه با نمونه فاقد گرافن به ترتیب 63 و 28 درصد افزایش در استحکام و مدول خمشی از خود نشان داد. نتایج آزمون کشش به ترتیب 26 و 11 درصد بهبود در استحکام کششی و مدول یانگ را برای نانوکامپوزیت حاوی 4/0 درصد وزنی گرافن عامل دار نسبت به کامپوزیت فاقد گرافن نشان داد. مطابق تصاویر میکروسکوپ الکترونی، افزایش خواص مکانیکی می تواند مربوط به بهبود چسبندگی بین پلیمر و الیاف و مکانیزم های چقرمه سازی در نمونه های شامل گرافن عامل دار باشد.
    کلید واژگان: نانوکامپوزیت, وینیل استر, گرافن, عامل دار کردن, رفتار مکانیکی}
    M. Abdollahi, Seyyed N. Hosseini Abbandanak *, U. Amirian, A. Alizadeh
    In this study, the effect of functionalized graphene nanoplatelets (GNPs) on the mechanical properties of vinyl ester/glass fiber composites was investigated. In order to properly distribute the graphene in the matrix and create a stronger bond between surface modified GNPs, vinyl ester and glass fibers, surface treatment of GNPs was performed using (3-aminopropyl) trimethoxysilane. The nanocomposites with different weight percentages of treated GNPs (0, 0.2, 0.4 and 0.6) were fabricated by hand lay-up method. The nanocomposite with 0.4 wt.% of modified GNPs showed the best mechanical properties. The results of bending test of 0.4 wt.% showed 63 and 28 percent increase in flexural strength and modulus, respetivily compared to composite without GNPs. Also nanocomposite containing 0.4 wt.% surface modified GNPs exhibited 26% and 11% improvement in tensile strength and modulus of elstisty compared to the FMLs containing 0.0 wt.% GNPs, respectively. According to the SEM images, the increase in mechanical properties could be related to the improvement in the adhesion between glass fibers and vinyl ester resin, and also the toughening mechanism of treated GNPs.
    Keywords: Nanocomposite, Vinyl ester, Graphene, Functionalization, mechanical behavior}
  • مهدی عبدالهی آذغان، مهرداد فلاح نژاد، امین زمانی، رضا اسلامی فارسانی*

    در این پژوهش، تاثیر چیدمان الیاف و سیکل حرارتی بر رفتار خمشی کامپوزیت های لایه ای الیاف- فلز (FML) حاوی دو نوع الیاف تقویت کننده مورد مطالعه قرار گرفت. نمونه های FML متشکل از ورق آلومینیوم 2024-T3 و کامپوزیت اپوکسی با الیاف شیشه و الیاف کولار در 2 حالت لایه چینی به روش لایه گذاری دستی ساخته شدند. هر سیکل دمایی در مدت زمان 2 دقیقه بین دمای 150- و 100 °C انجام شد. خواص خمشی نمونه ها بعد از 20، 40 و 60 سیکل حرارتی مورد ارزیابی قرار گرفت و با نمونه های بدون سیکل مقایسه شدند. در نمونه های بدون سیکل، بیشترین استحکام و مدول خمشی و انرژی شکست مربوط به نمونه ای بود که الیاف کولار در لایه زیرین کامپوزیت و متصل به آلومینیوم قرار داشتند. با اعمال سیکل حرارتی برای نمونه مذکور، مقادیر استحکام و مدول خمشی و انرژی شکست در 40 سیکل در مقایسه با نمونه بدون سیکل، به ترتیب 8، 9 و 35 درصد افزایش یافتند در حالی که برای نمونه 60 سیکل، این خواص سیر نزولی داشتند. در حالت مشابه برای نمونه ای که الیاف شیشه در لایه زیرین کامپوزیت قرار داشت، استحکام و مدول خمشی و انرژی شکست در 40 سیکل نسبت به نمونه بدون سیکل به ترتیب 10، 14 و 9 درصد افزایش یافتند، اما مجددا در 60 سیکل کاهش خواص دیده شد. نتایج این تحقیق همچنین نشان داد که سه مکانیزم پخت ثانویه، تنش فشاری و جدایش بین اجزای FML، عوامل اصلی تغییر خواص خمشی در حین سیکل حرارتی بودند.

    کلید واژگان: کامپوزیت لایه ای الیاف- فلز, سیکل حرارتی, لایه چینی الیاف, خواص خمشی}
    Mehdi Abdollahi Azghan, Mehrdad Fallahnejad, Amin Zamani, Reza Eslami Farsani *

    In this study, the effects of stacking sequence and thermal cycling on the flexural behavior of fiber metal laminates (FML) including glass and Kevlar fibers were investigated. The FML samples were composed of aluminum 2024-T3 sheet and epoxy composite. The polymer composites consisted of glass fibers and Kevlar fibers. These composites were prepared in 2 different fibers arrangement by hand lay-up method. Each thermal cycle was carried out for 2 min between -150 and 100 °C. The FML samples were cycled for 20, 40 and 60 times and their flexural performance was evaluated before and after thermal cycling. The highest values of flexural strength and modulus, and fracture energy were related to sample that Kevlar fibers were the bottom layer of composites. With applying 40 thermal cycles to the mentioned sample, the flexural strength and modulus and fracture energy values were respectively increased to 8, 9 and 35 percent compared to the samples without cycling. While a decreasing trend was observed for samples with 60 cycles compared to the samples with 40 cycles. When the glass fibers were the bottom layer of composites, flexural strength and modulus and fracture energy values were respectively increased to 10, 14 and 9 percent with applying 40 thermal cycles, compared to sample without thermal cycles. But in 60 cycles, flexural properties were reduced. Results of this research indicated that post curing, compressive stress and deboning between components of FML were three main mechanisms for changing the flexural properties of samples during thermal cycling.

    Keywords: Fiber-metal laminate composite, Thermal cycling, Stacking sequence fibers, Flexural properties}
  • مهدی عبدالهی آذغان، یوسف امیریان، رضا اسلامی فارسانی*، علی علیزاده

    در این پژوهش، تاثیر نوع چسب اپوکسی (Epon 828 و Araldite EA 1103)، ناحیه هم پوشانی (mm 5/12 و 25) و اصلاح سطحی کامپوزیت پلیمری بر رفتار برشی ساندویچ پنل های با هسته فوم پلی وینیل کلراید (PVC) C7075 و رویه کامپوزیت پلیمری (وینیل استر- الیاف شیشه) به صورت تجربی و شبیه سازی مورد بررسی قرار گرفت. با توجه به نتایج، نمونه حاوی چسب Epon استحکام برشی بیشتر و درصد کرنش کمتری در مقایسه با نمونه حاوی چسب Araldite ارایه داد. نمونه های با ناحیه هم پوشانی mm 5/12 خواص برشی بیشتری در مقایسه با نمونه های با ناحیه هم پوشانی mm 25 داشتند که علت آن وجود حباب و عیوب بیشتر در سطح هم پوشانی بیشتر است. نمونه هایی که کامپوزیت پلیمری آن ها با کاغذ سنباده 100 اصلاح سطحی شدند، خواص برشی بیشتری نسبت به نمونه های اصلاح سطحی شده با کاغذ سنباده 60 داشتند که علت آن افزایش سطح تماس و نفوذ بهتر چسب به داخل تخلخل ها است. بررسی مکانیزم شکست نشان داد که دو مکانیزم شکست چسب و پارگی فوم PVC باعث تخریب ساندویچ پنل می شوند که غلبه مکانیزم پارگی فوم بر شکست چسب افزایش خواص برشی ساندویچ پنل را سبب می شود. نتایج نشان داد که تطابق قابل قبولی میان نتایج تجربی و شبیه سازی وجود دارد.

    کلید واژگان: ساندویچ پنل, اتصالات چسبی, عملیات سطحی, رویه کامپوزیتی, خواص برشی}
    M. Abdollahi Azghan, U. Amirian, R. Eslami-Farsani *, A. Alizadeh

    In this study, the effects of adhesive type (Epon 828 and Araldite EA 1103), the overlapping area (12.5 and 25 mm), and the surface treatment of the polymer composite on the shear behavior of the sandwich panels with a foam core of polyvinyl chloride (PVC) C7075 and a polymer composite skin (glass fibers-vinyl ester) were investigated by finite element simulation and experiment. The results revealed that the sample with Epon adhesive exhibited higher shear strength and lower strain percentage value compared to the sample containing the Araldite adhesive. The samples with an overlapping area of 12.5 mm showed higher shear properties compared to those with a 25 mm overlapping area which is due to the presence of more bubbles and imperfections on the overlapping surface. Due to increased contact area and penetration of the adhesive into the porosities, surface-modified polymer composites with 100-grit sandpapers exhibited higher shear properties in comparison with those surface modified with 60-grit sandpapers. Also, the investigation of the fracture mechanism showed that the two mechanisms of the adhesive fracture and the rupture of the PVC foam led to the destruction of the sandwich panel. Since the foam rupture mechanism overcame the adhesive fracture, the shear properties of the sandwich panel were increased. The results showed that there was a good agreement between the experimental and simulation results.

    Keywords: Sandwich panel, Adhesive Bonds, Surface Treatment, Composite Skin, Shear Properties}
  • رضا اسلامی فارسانی*، فردین اصغری آرپاتپه، مهدی عبدالهی آذغان
    در این پژوهش، تاثیر لایه چینی الیاف و سیکل سرمایش بر رفتار خمشی کامپوزیت های لایه ای الیاف- فلز (FML) حاوی الیاف شیشه و بازالت مورد بررسی قرار گرفت. نمونه های FML متشکل از دو ورق آلومینیوم 2024-T3 و لایه ی میانی کامپوزیت زمینه اپوکسی با 4 لایه الیاف بازالت و شیشه در 5 حالت لایه چینی مختلف به روش لایه گذاری دستی ساخته شدند. به منظور افزایش چسبندگی بین آلومینیوم و کامپوزیت پلیمری، اصلاح سطحی آلومینیوم با روش الکتروشیمیایی (آندایز) صورت گرفت. هر سیکل دمایی در مدت زمان 3.5 دقیقه بین دمای°C 25 و -100 انجام شد. خواص خمشی نمونه ها بعد از 40 سیکل سرمایش مورد ارزیابی قرار گرفت و با نمونه های بدون سیکل مقایسه شدند. به منظور مشخصه یابی مکانیزم شکست از میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) و نوری استفاده شد. با توجه به نتایج، در نمونه های بدون سیکل دمایی، بیشترین و کمترین استحکام و مدول خمشی به ترتیب مربوط به کامپوزیت FML حاوی الیاف بازالت و حاوی الیاف شیشه (به علت خواص مکانیکی پایین تر الیاف شیشه نسبت به الیاف بازالت) بود. بعد از انجام سیکل سرمایش، بیشترین تغییرات استحکام و مدول خمشی به ترتیب با 6 و 4.9 درصد افزایش مربوط به نمونه حاوی الیاف بازالت و کم ترین آنها با 2.5 و 1.6 درصد مربوط به نمونه حاوی الیاف شیشه می باشد. علت افزایش خواص خمشی، غلبه مکانیزم تنش فشاری (که باعث بهبود چسبندگی بین اجزای کامپوزیت می شود) بر جدایش بین اجزای کامپوزیت است.
    کلید واژگان: کامپوزیت لایه ای الیاف- فلز, سیکل سرمایش, الیاف بازالت, لایه چینی الیاف, خواص خمشی}
    Fardin Asghari Arpatappeh, Mehdi Abdollahi Azghan
    In this study, effect of fiber arrangement and cryogenic cycles on the flexural behavior of fiber metal laminates (FMLs) were investigated. The FMLs were prepared from two aluminum 2024-T3 plates and basalt-glass fibers/epoxy composite in the central part of it. These composites were prepared in 5 different fiber arrangement by hand Lay-up technique. In order to enhancement of adhesion between aluminum and composite, aluminum surfaces were treated by electrochemical treatment (anodizing). Each cycle was carried out in 3.5 min between -100 and 25 °C. The laminates were cycled for 40 times and their flexural performance were studied before and after cryogenic cycle. In order to characterization of failure mechanism of specimens, scanning electron microscopy and optical microscopy were used. The highest and lowest flexural strength and modulus consequently belonged to the specimen with layers of basalt fibers (BFML) and the specimen consisted of glass fibers (GFML) because of weak properties of glass fibers in comparison to basalt fibers. After carrying out cryogenic cycles, BFML had the highest percentage of difference with respect to this specimen before carrying out the cryogenic cycle. These difference in flexural strength and modulus were 6% and 4.9% respectively. But in the case of GFML, difference percentage in flexural strength and modulus were 2.5% and 1.6% respectively that was the lowest percentage of difference after cycling. When the hybrid FMLs were carried out by cryogenic cycles, due to overcoming the pressure stress mechanism on delamination between composite components, results showed enhancement in flexural behavior.
    Keywords: Fiber-metal laminate, Cryogenic cycling, Basalt fibers, Fibers arrangement, Flexural properties}
  • سید نوید حسینی آب بندانک، مهدی عبدالهی آذغان، رضا اسلامی فارسانی*
    در این پژوهش، رفتار ضربه کامپوزیت های چندلایه ای الیاف/فلز حاوی گرافن، تقویت شده با پارچه هیبرید الیاف شیشه-کولار بررسی شد. به این منظور چندلایه های هیبرید الیاف شیشه-کولار/ آلومینیوم 2024 با درصدهای وزنی متفاوت گرافن به روش لایه گذاری دستی ساخته شدند و تحت آزمون ضربه شارپی قرار گرفتند. همچنین پیش از ساخت کامپوزیت ها سطح ورق های آلومینیوم با استفاده از روش شیمیایی اصلاح شده تا پیوند میان آن ها و لایه کامپوزیتی محکم تر باشد. استفاده از گرافن سبب کاهش استحکام ضربه در کامپوزیت های الیاف/فلز شد و با افزودن 0.25، 0.5 و 1 درصد وزنی گرافن به اپوکسی، به ترتیب، 34.2، 41.8 و 58.86 درصد کاهش در استحکام ضربه نسبت به نمونه فاقد گرافن بدست آمد. با افزایش مقدار گرافن در کامپوزیت، میزان و احتمال جدایش میان ورق آلومینیومی و لایه کامپوزیتی افزایش یافته و همچنین کامپوزیت الیاف/فلز از خود رفتار تردتری نشان داد. در نمونه های فاقد گرافن، جدایش رخ نداده، اما با افزایش درصد گرافن، جدایش بیشتر شده و در نهایت برای نمونه های حاوی 1 درصد وزنی گرافن علی رغم جدایش میان ورق فلزی و لایه کامپوزیتی، شکست ترد در کامپوزیت و متعاقبا شکست ورق آلومینیومی مشاهده شد. مطابق با تصاویر میکروسکوپی حضور گرافن و کلوخه های آن در فصل مشترک ورق آلومینیومی و لایه کامپوزیتی موجب جوانه زنی و رشد ترک می شود. همچنین، نانوصفحات گرافن، حفرات ایجاد شده بر روی سطح آلومینیوم را (که به منظور برهمکنش بهتر با رزین توسط اصلاح سطحی تشکیل شده بودند)، پر کرده و مانع از نفوذ رزین و پیوند مناسب میان رزین اپوکسی و آلومینیوم می شوند.
    کلید واژگان: کامپوزیت الیاف, فلز, گرافن, ضربه شارپی, الیاف هیبریدی}
    Seyyed Navid Hosseini Abbandanak, Mehdi Abdollahi Azghan
    In this research, the effect of graphene on the impact behavior of fiber metal laminates (FMLs) reinforced with hybrid of glass-Kevlar fibers, was investigated. FMLs including hybrid of glass-Kevlar fibers/ aluminum 2024 with different weight percent of graphene were made by hand lay-up method and subjected to impact charpy test. Also, before making composites, the surface of aluminum is modified using a chemical method to improve the bond between it and composite. The use of graphene reduced impact strength in the FMLs. Thus, by adding 0.25, 0.5 and 1 wt.% graphene to epoxy, 34.2, 41.8 and 58.86%, respectively, reduction were observed in the impact strength compared to the graphene-free sample. Increasing the amount of graphene in the composite, the degree and the probability of separation between the aluminum and the composite increased, and the FMLs showed a more brittle behavior. Thus, in the sample without graphene, the separation did not occurred, but with increasing graphene, the separation become more and finally for samples containing 1 wt.% graphene despite the separation between the aluminum and composite, brittle fracture in the composite and the subsequent failure of aluminum was observed. According to microscopic images, the presence of graphene and its agglomerate at the interface between aluminum and composite causes initiation and crack growth. Graphene also fills the cavities formed on the aluminum surface, which are formed to better interact with the resin by surface modification, and prevent the penetration of the resin and the proper bonding between the epoxy and the aluminum.
    Keywords: Fiber metal laminate, graphene, Charpy impact, Hybrid fibers}
  • مهدی عبدالهی آذغان، فردین اصغری آرپاتپه، رضا اسلامی فارسانی*
    در تحقیق حاضر، تاثیر سیکل سرمایشی بر خواص خمشی کامپوزیت لایه ای الیاف- فلز مورد مطالعه قرار گرفت. کامپوزیت لایه ای الیاف- فلز از دو لایه آلومینیوم 2024-T3 و یک لایه کامپوزیت زمینه اپوکسی تقویت شده با الیاف بازالت به روش لایه گذاری دستی ساخته شد. به منظور افزایش چسبندگی بین ورق آلومینیومی و کامپوزیت پلیمری، اصلاح سطحی آلومینیوم به روش های مکانیکی (سنباده زنی)، شیمیایی (حکاکی) و الکتروشیمیایی (آندایز) انجام پذیرفت. هر سیکل سرمایشی در مدت زمان 4 دقیقه بین دمای -40 °C و 25 °C انجام شد. خواص خمشی نمونه ها بعد از 15و 30 سیکل سرمایشی مورد ارزیابی قرار گرفت و با خواص خمشی نمونه های بدون سیکل سرمایشی مقایسه شد. با افزایش تعداد سیکل سرمایشی، در نمونه های با آلومینیوم اصلاح سطحی شده به روش آندایز، خواص خمشی ابتدا افزایش یافته و سپس کاهش یافت ولی برای نمونه های با آلومینیوم اصلاح سطحی شده به روش حکاکی، خواص خمشی رفتار کاهشی را نشان داد. در نمونه با اصلاح سطحی سنباده زنی، مدول و انرژی شکست ابتدا افزایش و سپس کاهش یافت، ولی استحکام خمشی سیر نزولی داشت. بررسی میکروسکوپی نیز نشان داد علت کاهش خواص خمشی برای نمونه های با آلومینیوم حکاکی شده و کاهش استحکام خمشی برای نمونه با آلومینیوم سنباده زده شده بعد از سیکل سرمایشی، تغییر مکانیزم شکست از شکست کامپوزیت به جدایش بین لایه های کامپوزیت است، در حالی که برای کامپوزیت های با آلومینیوم آندایز شده، این مکانیزم، شکست کامپوزیت بوده که با انجام سیکل سرمایشی تغییری نکرد.
    کلید واژگان: کامپوزیت لایه ای الیاف- فلز, سیکل سرمایشی, الیاف بازالت, اصلاح سطحی, خواص خمشی}
    Mehdi Abdollahi Azghan, Fardin Asghari Arpatappeh, Reza Eslami-Farsani *
    In this article, the effect of cryogenic cycling on flexural properties of fiber metal laminate (FML) has been investigated. This laminates were composed by two aluminum 2024-T3 plates and an epoxy matrix composite ply formed by four layers of basalt fibers by hand lay- up technique. Various surface treatments include mechanical (grinding), chemical (etching) and electrochemical (anodizing) were used for improving the adhesion between polymer composite layer and aluminum sheet. Each cryogenic cycle was carried out in 4 min and temperature range was between -40 °C and 25 °C. Flexural properties were evaluated on samples after 15 and 30 cycles and compared to non-exposed samples. While the cryogenic cycling decreased the flexural strength of the FML with etched aluminum, increasing at first, and then decreasing after a while was observed in the FML with anodized aluminum. About samples that the FML with grinded aluminum, both of flexural modulus and fracture energy increased at first and then decreased; while the flexural strength decreased continuously. Evaluation of optical microscope showed that the reason of decreasing in flexural properties about samples with etched aluminum and also decreasing in flexural strength for samples with grinded aluminum after cycles is changing in mechanism of failure from failure of composite to separation between layers of FML; while about FMLs with anodized aluminum, the only observed mechanism was failure of composite and it has not changed.
    Keywords: Fiber-metal laminate, Cryogenic cycling, Basalt fibers, Surface treatment, Flexural properties}
  • مهدی عبدالهی آذغان، رضا اسلامی فارسانی *
    در تحقیق حاضر، تاثیر سیکل حرارتی بر خواص خمشی کامپوزیت لایه ای الیاف- فلز مورد ارزیابی قرار گرفت. صفحات کامپوزیت لایه ای الیاف- فلز از دو لایه آلومینیوم 2024 و لایه ی کامپوزیت زمینه اپوکسی متشکل از 4 لایه الیاف بازالت ساخته شده بود. برای کامپوزیت ها هر سیکل حرارتی در مدت زمان 6 دقیقه بین دمای ° C 115-25 انجام شد. خواص خمشی نمونه ها بعد از 20، 35 و 55 سیکل حرارتی مورد ارزیابی قرار گرفت و با خواص خمشی نمونه های بدون سیکل حرارتی مقایسه شد. سیکل حرارتی، استحکام خمشی کامپوزیت با آلومینیوم اصلاح سطحی شده به روش شیمیایی (حکاکی شده) را کاهش داد، در حالی که برای کامپوزیت های با آلومینیوم اصلاح سطحی شده به روش الکتروشیمیایی (آندایز شده)، استحکام خمشی در اثر سیکل حرارتی ابتدا افزایش یافته و سپس کاهش یافت. مدول خمشی برای هر دو نوع کامپوزیت مذکور تغییرات نامنظمی نشان داد. انرژی شکست کامپوزیت با آلومینیوم حکاکی شده با افزایش سیکل حرارتی افت شدیدی را نشان داد، اما برای کامپوزیت با آلومینیوم آندایز شده، تغییرات انرژی شکست کم و نامنظم بود. بررسی میکروسکوپ نوری نیز نشان داد که برای کامپوزیت با آلومینیوم حکاکی شده بعد از سیکل حرارتی، مکانیزم شکست از شکست کامپوزیت به جدایش بین لایه های کامپوزیت تغییر کرد، در حالی که برای کامپوزیت های با آلومینیوم آندایز شده، این مکانیزم، شکست کامپوزیت بوده و با انجام سیکل حرارتی تغییری نکرد.
    کلید واژگان: کامپوزیت لایه ای الیاف- فلز, سیکل حرارتی, الیاف بازالت, اصلاح سطحی, خواص خمشی}
    Mehdi Abdollahi Azghan, Reza Eslami-Farsani *
    In this work, effect of thermal cycling on the flexural properties of fiber-metal laminate (FML) has been evaluated. FML plates were composed by two aluminium 2024-T3 and a epoxy polymer-matrix composites ply formed by four layers of basalt fibers. For FML samples the thermal cycle times were about 6 min for temperature cycles from 25 °C to 115 °C. Flexural properties were evaluated on samples after 20, 35 and 55 thermal cycles, and compared to non-exposed samples. While the thermal cycling decreased the flexural strength of chemical treated FML (etched aluminium), increasing at first, and then decreasing after a while was observed in electrochemical treated FML (anodized aluminium). The flexural modulus of FML showed irregularly changes for both of FML with anodized aluminium and FML with etched aluminium. The energy absorption of FML with etched aluminium showed a sharp decline with increasing thermal cycling while the energy absorption of FML with anodized aluminium showed a Low and irregular changes. Evaluation optical microscope showed that the mechanism of failure for the FML with etched aluminium after thermal cycling changed from failure of FML to separation between layers of FML, while for the FML with anodized aluminium before and after thermal cycling it was failure of FML and it has not changed.
    Keywords: Fiber-metal laminate, Thermal cycling, Basalt fibers, Surface treatment, Flexural properties}
بدانید!
  • در این صفحه نام مورد نظر در اسامی نویسندگان مقالات جستجو می‌شود. ممکن است نتایج شامل مطالب نویسندگان هم نام و حتی در رشته‌های مختلف باشد.
  • همه مقالات ترجمه فارسی یا انگلیسی ندارند پس ممکن است مقالاتی باشند که نام نویسنده مورد نظر شما به صورت معادل فارسی یا انگلیسی آن درج شده باشد. در صفحه جستجوی پیشرفته می‌توانید همزمان نام فارسی و انگلیسی نویسنده را درج نمایید.
  • در صورتی که می‌خواهید جستجو را با شرایط متفاوت تکرار کنید به صفحه جستجوی پیشرفته مطالب نشریات مراجعه کنید.
درخواست پشتیبانی - گزارش اشکال