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 نویسنده:

abolfazl darvizeh

  • کامران رحمانی*، مجید علی طاولی، ابوالفضل درویزه
    در این تحقیق تاثیر افزودن نانولوله های کربنی چند جداره بر روی رفتار بالستیکی چندلایه های الیافی- فلزی به صورت تجربی موردبررسی قرارگرفته است. به همین منظور نانولوله های کربنی با درصدهای وزنی 2/0، 4/0 و 6/0 به رزین اپوکسی خالص افزوده شده و توسط همزن های مکانیکی و مافوق صوت (اولتراسونیک) همگن سازی گردیدند. سپس چندلایه های الیافی- فلزی با استفاده از الیاف شیشه، ورق آلومینیومی 2024-T3 و رزین اپوکسی خالص و هیبریدشده با نانولوله های کربنی با روش لایه چینی دستی ساخته شدند. درنهایت نمونه های آماده شده با استفاده از پرتابه استوانه ای سر مخروطی تحت آزمایش ضربه بالستیک قرار گرفتند. نتایج حاصله نشان داد که افزودن نانولوله های کربنی تاثیر مستقیمی برافزایش سرعت حد بالستیک دارد که بیشترین مقدار آن با درصد وزنی 4/0 حاصل گردید، ولی در 6/0 درصد وزنی به دلیل کلوخه شدن نانو ذرات، عملکرد مکانیکی افت پیدا کرد. درنهایت مطالعات ریزساختاری با استفاده از میکروسکوپ الکترونی انجام گردید که نتایج حاصله بهبود خواص چسبندگی در فصل مشترک بین الیاف تقویت کننده و زمینه پلیمری را در نمونه های دارای نانولوله کربنی نشان داد.
    کلید واژگان: نانولوله کربنی، سرعت حد بالستیک، چند لایه های الیافی- فلزی، کلوخه شدن
    Kamran Rahmani *, Majid Alitavoli, Abolfazl Darvizeh
    In this paper, the effect of multi-walled carbon nanotubes (MWCNTs) on the ballistic limit of fibers metal laminates (FML) Exprimentaly investigated. For this purpose, the MWCNTs were added with weight percentages of 0.2, 0.4, and 0.6 to pure epoxy resin and homogenized by mechanical and ultrasonic homogenizers. Then the FMLs were fabricated by fiber glass, 2024-T3 aluminum alloy sheets, pure epoxy resin, and modified resin with MWCNTs using a hand lay-up process. In the end, Ballistic tests on the samples were conducted by using a conical nose projectile. The experimental results show that the ballistic limit of FMLs is increased by adding MWCNTs. Also highest in this increase was observed in samples containing 0.4 weight percentages of MWCNTs, but in the 0.6 weight percentage, agglomeration of nanoparticles caused a reduction in the mechanical properties. The microstructural investigations using Electron microscopy show that the addition of MWCNTs improves the interfacial adhesion between the epoxy matrix and the reinforcing fibers.
    Keywords: Carbon nanotube, ballistic limit, fibers metal laminates, agglomeration
  • Vahid Nooraeefar, Nader Nariman-Zadeh*, Abolfazl Darvizeh

    Connecting point of the longitudinal veins and cross-veins in wing is called Joint.  In some insect wing joints, there is a type of rubber-like protein called Resilin. Due to the low Young's modulus of this protein, its presence in the wing can help to change the shape of the wing during flight. Today, using composite structures in flying vehicles in order to achieve the desired shape of wing is considered. The purpose of this study is the multi-objective optimization of artificial wing by arranging Resilin joints in the artificial wing of Micro air vehicles (MAVs). The amount of torsion and bending of the flapping robot wings is considered as the objective function to improve the flight performance of robots. Two types of artificial wings have been investigated, and considering pareto points, the optimal arrangement of Resilin joints has been achieved.  The result of this study shows that in both wings, with the presence of Resilin in the joints, the amount of torsion has increased to 38.65 degrees.

    Keywords: Micro air vehicle, Artificial wing, Joint, Resilin, Multi-objective optimization
  • افسانه وحدانی، ابوالفضل درویزه*، مجید علی طاولی، حامد رجبی
    بیشتر مواد طبیعی کامپوزیت هایی هستند که می توانند دامنه گسترده ای از خواص مواد مانند مدول الاستیک را نشان دهند.کیوتیکل حشرات یکی از این مواد طبیعی است. نوع گرادیان کیوتیکل در قسمت های مختلف بدن حشرات به طرز چشمگیری متفاوت است. به دلیل ابعاد کوچک نمونه های کیوتیکل، انجام آزمایش های تجربی، بسیار چالش برانگیز، پر هزینه و وقت گیر است. شناخت عملکرد ساختار های کیوتیکلی و خصوصیات درجه بندی شده ی آن ها می تواند به طراحی و توسعه ی مواد مهندسی با خواص پیشرفته کمک کند. در این مقاله از روش اجزای محدود برای بررسی عملکرد کیوتیکل موجود در پوسته بال سنجاقک استفاده شده است. نخست توزیع مواد روی پوسته ی بال با استفاده از تصاویر بدست آمده توسط میکروسکوپ اسکن لیزری روبشی(CLSM) بررسی می شود. سپس، برای ارزیابی مقادیر تنش و کرنش تحت جابه جایی، روابط مختلف سفتی برروی یک مدل هندسی از تیر یکسر گیردار، که نمایانگر پوسته است، اعمال میشود. مقایسه ی نتایج بدست آمده از تجزیه و تحلیل روابط مختلف سفتی نشان داد رابطه ی سهموی درجه دو به عنوان توزیع مناسب تر برای سفتی، از لحاظ دارا بودن کمترین تنش و کرنش در این ساختار، نسبت به سایر روابط سفتی معرفی می گردد. این پژوهش بستری برای تحقیقات بیشتر میان رشته ای در این زمینه است.
    کلید واژگان: گرادیان ماده، روش اجزای محدود، ساختار زیستی، میکروسکوپ لیزری روبشی، بیومکانیک
    Afsaneh Vahdani, Abolfazl Darvizeh *, Majid Alitavoli, Hamed Rajabi
    Most natural materials are composites that can exhibit a wide range of material properties, such as the elastic modulus. Insect cuticle is one of these natural materials. The material gradient of the cuticle drastically varies in different insect body parts. Considering the small size of cuticular samples, conducting experimental tests is very challenging, expensive, and time-consuming. Understanding how cuticular structures work and their graded properties can help to design and develop engineering materials with enhanced properties. In this paper, the finite element (FE) method is used to investigate the function of the cuticle in the membrane of dragonfly wings. In this regard, first, the distribution of materials on the wing membrane is investigated using images obtained by confocal laser scanning microscope (CLSM). Then, in order to estimate the stress and strain values subjected to displacement, multiple stiffness functions are applied for a geometric model of a cantilever beam, which represents the membrane. The results show that the presence of a graded stiffness has a significant effect on the mechanical behavior of the cantilever beam. A comparison of the results obtained from the analysis of different stiffness functions showed that The quadratic function is introduced as a more suitable distribution for stiffness, in terms of having the least stress and strain in this structure, compared to other stiffness functions. This study can provide a proper and applied platform for further interdisciplinary research in this area.
    Keywords: Graded materials, finite element method, biological structures, Confocal Laser Scanning Microscopy, Biomechanics
  • مسلم بهرامی، فرهاد حاجی ابوطالبی*، ابوالفضل درویزه، رضا انصاری

    آسیب فرآیند فیزیکی پیشرونده ای است که در نهایت منجر به شکست ماده می گردد. در خلال فرآیند آسیب، ماده تغییراتی از قبیل جوانه زنی، رشد و به هم پیوستن حفره های میکروسکوپی و ترک های ریز را تجربه می کند. اگر ماده فلزی تحت کرنش پلاستیک قرار گیرد عیوبی مانند حفره ها و میکروترک ها ایجاد می گردد. با افزایش کرنش پلاستیک، این عیوب توسعه پیدا کرده و در نتیجه ترک در ماده به وجود می آید که سبب شکست در آن می شود. بنابراین اندازه گیری آسیب دارای اهمیت زیادی بوده و تاکنون روش های مختلفی برای تخمین آسیب در مواد ارائه گردیده است. در این مقاله ابتدا روش های مختلف تعیین آسیب نرم بیان گردیده و سپس با استفاده از روش های اندازه گیری مدول الاستیک و نیز اندازه گیری سرعت انتشار امواج آلتراسونیک به تخمین میزان آسیب نرم در فولاد ضد زنگ 316L پرداخته می شود. در آخر مقدار پارامتر آسیب نرم بحرانی ماده با هر یک از این روش ها محاسبه گردیده و مقایسه می شود.

    کلید واژگان: آسیب نرم، آزمایش مدول الاستیک، آزمایش آلتراسونیک، پارامتر آسیب نرم بحرانی
    Moslem Bahrami, Farhad Haji Aboutalebi *, Abolfazl Darvizeh, Reza Ansari

    Damage is a progressive physical process, which at last leads to failure. During the damage process, material experiences some changes such as nucleation, growth, and coalescence of microscopic voids and microcracks. If the metal material is under the plastic strain, some defects like voids and microcracks are created. Increasing the plastic strains, these defects develop and eventually crack is created in the material which causes fracture in it. Therefore, measuring the damage is very important and various methods have been proposed to determine the damage in materials yet. In this paper first, different methods of estimating the ductile damage are presented and then, ductile damage for stainless steel 316L is determined, using the measurement of elasticity modulus and also measurement of velocity of ultrasonic wave propagation methods. Finally, value of critical ductile damage parameter for the material is calculated by each of these methods and compared.

    Keywords: ductile damage, modulus of elasticity test, ultrasonic test, critical ductile damage paramete
  • ابوالفضل درویزه*، احسان بزاز، مجید علی طاولی، مهدی یارمحمد توسکی
    بدست آوردن خواص مکانیکی به کمک نتایج حاصل از آزمایش، به عنوان یکی از عمده ترین چالش ها در زمینه تست های فروروی نانو مطرح است. استفاده از روش هیبرید بوسیله ترکیب نتایج تجربی فروروی نانو با آنالیز المان های محدود، یکی از راه حل های موثر در این زمینه می باشد. لذا به منظور استخراج خواص مکانیکی مواد به کمک نتایج تست فروروی نانو، یک روش صریح مبتنی بر روش اصلاح شده آنالیز ابعادی در این مقاله توسعه داده شده است. مزیت عمده استفاده از این روش نسبت به روش های موجود در ارائه جواب های منحصر به فرد بدون نیاز به روش های تکرار و همچنین کاهش قابل توجه در حجم محاسبات می باشد. در این مقاله با اعمال این روش در مورد تیتانیوم خالص، خواص حالت پلاستیک (تنش تسلیم و مدول سخت شوندگی کرنشی) برای یک نمونه محاسبه شده است. برای اولین بار آنالیز ابعادی برای الگوی معادله ساختاری دو خطی (با دو پارامتر بی بعد) مورد استفاده قرار گرفت و در تحلیل المان محدود، فرم کلی معادله جانسون-کوک بکار رفت و مهمترین خاصیت حالت پلاستیک یعنی تنش تسلیم با تطابق بسیار خوبی با مقادیر مرجع استخراج گردید. در جریان حل، روش جدیدی در آنالیز خطا بر مبنای محاسبه برآیند خطای کلی و بدست آوردن اکسترمم خطاها در بازه تمام فضای پارامتری با موفقیت توسعه داده شده و به کار گرفته شد. همچنین برای کالیبره نمودن حل به تنظیم شرایط مهم مسئله مانند شعاع نوک فرورونده اقدام شده و نتیجه گیری شده است که استفاده از شعاع بالاتر از 200 نانومتر منجر به جواب منطبق تری با واقعیت می شود.
    کلید واژگان: روش هیبریدی، آنالیز ابعادی، آنالیز ابعادی اصلاح شده، مینیمم برآیند خطا، خواص تیتانیوم
    Abolfazl Darvizeh *, Ehsan Bazzaz, Majid Alitavoli, Mehdi Yarmohammad Tooski
    One of the main challenges in nanoindentation tests is to work-out a method in order to obtain the material properties through the test results. Using a hybrid method which combines the experimental results of nanoindentation tests with FEM analysis is considered as one of the main solutions for this problem. In order to calculate the mechanical properties, an explicit method was developed on the basis of modified dimensional analysis method. The main advantage of this method is to provide unique answers without any need for iteration so that it would minimize the calculations significantly. In this paper, the mechanical properties of Titanium in plastic phase (yield stress and strain hardening Module) are calculated by utilizing this method. For the first time, the dimensional analysis was used for the bilinear constitutive equation (with two dimensionless parameters), and in the finite element analysis, the general form of the Johnson-Cook equation was utilized. The most important property of plastic state, namely, the yield stress, was extracted in proper agreement with reference values. In the process of solving, a new method for error analysis based on calculating the resultant errors and determining the extremum error in the entire range of parameters was successfully developed and applied. Finally, in order to calibrate the solution, it was also proposed to set up the critical conditions of the problem, such as the indenter tip radius. It was concluded that the use of a radius more than 200 nm leads to a more consistent response to the experiment.
    Keywords: Hybrid method, Dimensional analysis, Modified dimensional analysis, Minimum resultant error, Titanium properties
  • حامد صادقی، مجید علی طاولی، ابوالفضل درویزه *
    در مقاله حاضر، مدلی معادل با ابعاد متفاوت و همچنین با ابعاد و ماده متفاوت در مقایسه با جسم اصلی برای سازه های حساس به نرخ کرنش تحت ضربه نرخ بالا با استفاده از روش بدیع تشابه محدود ارائه شده است. روش تشابه محدود این امکان را فراهم می سازد که آزمایش روی مدل انجام گیرد. در این روش با استفاده از اصول موضوعی (قانون بقای جرم، قانون بقای مومنتوم، قانون بقای انرژی و قانون بقای آنتروپی) که همواره برای هر سیستمی صادق است، مشخصات مدل تعیین می شود و تعمیم نتایج مدل به جسم اصلی امکان پذیر می گردد. روابط برای هر دو مورد اسکیلینگ ابعادی و اسکیلینگ همزمان ابعادی/ماده ای سازه های حساس به نرخ کرنش ارائه گردیده است. به منظور بررسی کارآیی روابط ارائه شده، نتایج عددی برای ورق های دایروی تحت ضربه تعیین شده اند. لازم به ذکر است که نتایج عددی با استفاده از نرم افزار المان محدود ال اس-داینا به دست آورده شده اند که در طی آن، اثرات نرخ کرنش با استفاده از روابط ساختاری کوپر-سیموندز و جانسون-کوک در نظر گرفته شده است. نتایج حاکی از آن است که ورق اسکیل شده با ابعاد ده برابر کوچکتر و همچنین ساخته شده از ماده متفاوت نسبت به ورق اصلی، پاسخ های ورق اصلی را با دقت بسیار مطلوبی پیش بینی می نماید.
    کلید واژگان: اسکیلینگ، تشابه محدود، نرخ کرنش، ضربه، ورق
    Hamed Sadeghi, Majid Ali Tavoli, Abolfazl Darvizeh *
    At present paper, an equivalent model with different dimensions and also with different dimensions and material in comparison with main body for strain rate sensitive structures subjected to high rate loading is presented by using the novel finite similitude method. The finite similitude method provides performing a test on the model instead of the original sample. This method is used to obtain the properties of model and to reverse the obtained results for model to main body by using the principles of nature (the law of conservation of mass, the law of conservation of momentum, the law of conservation of energy and the law of conservation of entropy) which is always true for any system. The relationships for both pure dimensional and simultaneously dimensional/material scaling of strain rate sensitive structures are presented. To evaluate the efficiency of the proposed relationships, the numerical results are obtained for impacted circular plates. It should be mentioned that the numerical results are obtained by using the finite element software LS-Dyna in which the strain rate effects are considered into account by using the Cowper-Symonds and Johnson-Cook constitutive equations. The results indicate that the scaled plate to one tenth of its original dimensions and also made of different material in comparison with original plate predicts the response characteristics of the original plate with a very good accuracy.
    Keywords: Scaling, Finite Similitude, Strain Rate, Impact, Plate
  • Ali Alijani *, Mostafa Mastan Abadi, Morteza Khomami Abadi, Abolfazl Darvizeh
    In this paper, the static behavior of a cracked Timoshenko beam resting on an elastic foundation is investigated through the approximate method of Galerkin. The crack is simulated using a rotational spring whose stiffness is obtained in terms of geometric and material characteristics of the cracked structures. The governing differential equations are derived by considering a discontinuity in the axial direction of the beam. In the solution of the problem by use of the Galerkin’s method, the beam is divided into two parts, as the first part is defined from the support of the left-hand side to the crack position and the second is assumed from the crack position to the right-hand end of the beam. For each part, a deflection function is considered with five unknown parameters. Ten unknown parameters for two parts are determined using four boundary conditions, four continuity conditions in the crack point and two equations of the Galerkin integral. The deflection equation throughout the beam is obtained from the known parameters. The results are reported in two boundary conditions including simply supported-simply supported (SS-SS) and clamped-free (C-F) and the validity of the presented solution is accepted with some references. The results show that the elastic foundation decreases the side effect of the crack in the structure.
    Keywords: Timoshenko beam, Crack, Elastic foundation, Galerkin’s method, Rotational spring
  • مجتبی حقگو، رضا انصاری خلخالی، ابوالفضل درویزه، محمدکاظم حسن زاده اقدم
    در این تحقیق، یک مدل تحلیلی برای مطالعه ی رفتار دینامیکی و ویسکوالاستیک نانوکامپوزیت پلیمری استفاده شده است. مدل تحلیلی با استفاده از ادغام مدل میکرومکانیکی سلول واحد و مدل جامد خطی استاندارد به دست آمده است. اصل انطباق بولتزمن برای ایجاد روابط ساختاری استفاده شده است. ابتدا کرنش متناسب با فرایند آسایش به دست آمده است. سپس با استفاده از ایده ی خطی سازی اصل انطباق بولتزمن، پیشینه تنش به دست می آید. در پایان، تابع خزش مرتبط با مدول آسایش به دست می آید و حلقه هیسترزیس برای مواد نانوکامپوزیت ترسیم می شود. پاسخ خزش با زمان به صورت سینوسی تغییر می کند و تابعی از پیشینه تنش است. مدول های اتلاف و انباشتگی و رفتار ماده در فضای لاپلاس به ترتیب توسط مدل جامد خطی استاندارد و مدل میکرومکانیکی سلول واحد به دست آمده است. مدل جامد خطی استاندارد با موازی کردن مدل کلوین و مدل مکسول به دست می آید. مدل با نتایج آزمایشگاهی اعتبارسنجی شده است. تاثیرات ضخامت فاز میانی، درصد حجمی نانولوله ی کربنی و زاویه ی فازی بر حلقه هیسترزیس بررسی شده است. نتایج به دست آمده نشان می دهند که با افزایش درصد حجمی نانولوله ی کربنی و زاویه ی فازی سطح حلقه هیسترزیس به ترتیب کاهش و افزایش می یابند. هم چنین ضخامت فاز میانی تاثیرات قابل توجهی بر رفتار دینامیکی نانوکامپوزیت دارد.
    کلید واژگان: میکرومکانیک، سلول واحد، ویسکوالاستیک، هیسترزیس، جامد خطی استاندارد
    Mojtaba Haghgoo, Reza Ansari, Abolfazl Darvizeh, Mohammad Kazem Hassanzadeh, Aghdam
    In this research, an analytical method is presented for predicting the viscoelastic and dynamic behavior of polymer nanocomposite. The analytical model is achieved by coupling the SUC micromechanical model with standard linear solid model. Boltzmann superposition principle is used to develop the constitutive equations. First, the strain associated with a relaxation experiment is considered, and then by using the idea of linearity as embodied in the Boltzmann superposition principle, the resulting stress history is predicted. Eventually, the creep function corresponding to the relaxation modulus is obtained and the hysteresis loop for nanocomposite material is represented. Creep response is sinusoidal in time and a function of stress history. Loss and storage modulus and material behavior in Laplace domain are obtained using standard linear solid model and SUC micromechanical model, respectively. Standard linear solid model is achieved by paralleling the Kelvin model with Maxwell model. The model is validated with experimental results. Effects of different interphase thickness, CNT volume fraction and phase angle on hysteresis loop is studied. Obtained results reveal that increasing the CNT volume fraction and phase angle leads to decreasing and increasing the nanocomposite hysteresis loop area, respectively. Also, Interphase thickness contains considerable effects on the nanocomposite dynamic behavior.
    Keywords: Micromechanics, Unit cell, Viscoelastic, Hysteresis, Standard linear solid
  • Abolfazl Darvizeh, Moslem Najafi, Reza Eslami-Farsani *, Seyyed Mohammad Reza Khalili
    In the present work, a fuzzy logic approach was used in order to determine the effect of thermal aging on the surface hardness of phenolic resin reinforced by woven carbon fibers (CFP). For this purpose, the specimens made from CFP composites with different fiber volume fraction (20%, 30%, 40%, and 50%) were exposed to different thermal aging fashions (refrigerated at -30 ºC, room temperature at 25 ºC, and thermally aged at 50 ºC).The surface hardness values of both the pristine and aged specimens were then experimentally determined using Barcol hardness testing machine. The hardness values for CFP composites were also predicted by two types of fuzzy inference systems (FIS), i.e. Mamdani and Sugeno methods. Results of the developed fuzzy logic models were compared with the experimental results and it was found that the Sugeno method performed better than Mamdani method.
    Keywords: Carbon fiber, Fiber volume fraction, Thermal aging, Hardness, Fuzzy logic model
  • مسلم نجفی، رضا انصاری*، ابوالفضل درویزه
    در این مقاله، اثر شرایط محیطی متفاوت بر خواص ضربه ای چندلایه های الیافی فلزی هیبریدشده با نانورس مورد بررسی قرار گرفته است. به این منظور، در ابتدا چندلایه های الیافی فلزی با استفاده از ورق های آلومینیوم، الیاف شیشه، رزین اپوکسی خالص و بهبودیافته با نانورس توسط روش لایه گذاری دستی تولید شدند. تاثیر انواع مختلف شرایط محیطی شامل پیرسازی برودتی (در دمای –196 °C در نیتروژن مایع)، پیرسازی دمابالا (در دمای 130 °C در هوای خشک) و پیرسازی رطوبتی-حرارتی (در دمای 90 °C در آب مقطر) بر خواص ضربه ای نمونه های ساخته شده با رزین اپوکسی خالص و بهبودیافته در سطوح مختلف با بهره گیری از طراحی آزمایش ها به روش رویه پاسخ مورد بررسی قرار گرفت. مدلی مناسب جهت پیش بینی تاثیر نوع پیرسازی و میزان نانوذرات بر استحکام ضربه ای نمونه ها توسعه داده شد. بر اساس نتایج به دست آمده مشخص شد که پیرسازی برودتی موثرترین نقش را در کاهش خواص ضربه ای نمونه ها دارد. درحالی که پیرسازی رطوبتی-حرارتی در بین فرآیندهای مختلف شرایط محیطی، کمترین اثر را در کاهش خواص ضربه ای چندلایه های الیافی فلزی دارا است. همچنین بررسی نتایج تحلیل عوامل تاثیرگذار اصلی نشان داد که نقش مخرب فرایندهای مختلف پیرسازی در کاهش خواص ضربه ای موثرتر از نقش مثبت نانوذرات در بهبود خواص ضربه ای چندلایه های الیافی فلزی است.
    کلید واژگان: چندلایه های الیافی فلزی، پیرسازی برودتی، پیرسازی دمابالا، پیرسازی رطوبتی-حرارتی، نانورس
    Moslem Najafi, Reza Ansari *, Abolfazl Darvizeh
    In this paper, the effect of different environmental conditions on the impact properties of fiber metal laminates hybridized with nanoclay is studied. For this purpose, the fiber metal laminates were first laminated by aluminum alloy sheets, glass fiber, pure epoxy resin and modified resin with nanoclay using hand lay-up process. The influence of different types of environmental conditions including cryogenic aging (at temperature of –196 °C in LN2), high-temperature aging (at temperature of 130 °C in dry air), and hygrothermal aging (at temperature of 90 °C in distilled water) on the impact properties of the specimens made with pure epoxy resin and modified resin was investigated using response surface method in various levels. A suitable model was developed to predict the effect of aging type and nanoparticle content on the impact strength of specimens. The results obtained suggest that the cryogenic aging has a most effective role reduction of the impact properties of the specimens. While htgrothermal aging has a less effective role in decreasing the impact properties of fiber metal laminates. Additionally, the result of main effects analysis showed that the detrimental role of different types of aging in reducing the impact properties is more effective than the positive role of nanoparticles in improving the impact properties of fiber metal laminates.
  • سیدمحمود فرمانی، مجید علی طاولی*، ابوالفضل درویزه
    در این مقاله نتایج تجربی اثر تغییر منحنی فشار بر تغییر ضخامت ورق، توزیع کرنش های شعاعی و محیطی و همچنین منحنی تنش و کرنش موثر ارائه شده است. مجموعه ای از آزمایش ها با استفاده از سامانه هیدروفرمینگ با اعمال منحنی های مختلف فشار (ممتد، اره ای، نردبانی و نوسانی سینوسی) انجام پذیرفته است و در هر گروه از آزمایش ها اثر تغییر منحنی فشار بر توزیع ضخامت به صورت کمی تعیین شده است. سپس با استفاده از نرم افزار آباکوس، نتایج عددی اثر تغییر منحنی فشار در فرآیند هیدروفرمینگ نیز مدلسازی و ارائه شده است. هماهنگی مطلوبی بین نتایج تجربی و نتایج عددی مشاهده میشود. نتایج بدست آمده نشان میدهند که با استفاده از منحنی فشار نردبانی می توان توزیع ضخامت یکنواخت تری را نتیجه گرفت. رفتار مکانیکی ورق در حین تغییر شکل پلاستیک تحت منحنی فشار نردبانی از الگوی مناسب تری برخوردار است و با استفاده از این نوع فشار می توان تاثیرات اصطکاک بین سطح قالب و ورق را به نحو مطلوب تری کنترل نمود. همچنین ثابت بودن مدت زمان پالس های اعمال فشار در منحنی های نردبانی و نوسانی، حداکثر فشار لازم برای تغییر شکل ورق را کاهش می دهد.
    کلید واژگان: هیدروفرمینگ، بالجینگ، یکنواختی ضخامت، فشار پله ای، المان محدود
    Seyyed Mahmoud Farmani, Majid Ali Tavoli *, Abolfazl Darvizeh
    In the present work, experimental and numerical results of the effects of different pressure curve on the thickness variation of sheet metal and distribution of radius and hoop strain for effective stress-strain curve have been presented. A series of experiments are carried out using a hydroforming apparatus by exerting different pressure curves including pendulous, steeped, saw and continuous. In each series, the effect of changes in pressure curve on thickness distribution was quantitatively measured. Different pressure curves such as continuous, stepped, and pendulous was produced in experiments. The ABACUS software was implemented to simulate the effect of changes in pressure curve. A good agreement between the experimental and numerical results was observed. The results show that stepped pressure produces more uniform distribution in sheet metal thickness. Mechanical behavior of sheet metal during plastic deformation phase under stepped pressure, produced satisfactory results, and using this type of pressure could control the effects of friction between the die surface and sheet metal specimen much better. Also, constant time duration of pressure pulses in stepped and pendulous curves leads to decreasing of maximum pressure needed for deformation of sheets.
  • Moslem Najafi, Reza Ansari *, Abolfazl Darvizeh
    In this article, the effect of hygrothermal aging on mechanical properties of fiber metal laminates (FMLs) and E-glass/epoxy (GE) composites is investigated. First, FML and GE specimens were built using wet lay-up technique under vacuum pressure. Hygrothermal aging simulation was then carried out on both specimen types in distilled water at a constant temperature of 90 °C for 5 weeks. The resulting behavior of degradation for both types of specimens caused by hygrothermal aging was evaluated by bending and Charpy impact testing. As expected, because of the protective role of aluminum layers, FML specimens showed remarkably lower water absorption after hygrothermal aging compared to the glass/epoxy composites. Experimental results also revealed that the flexural properties of both the FML and GE laminates were affected by the hygrothermal aging, whereas a lower level of deterioration in impact strength was found.
    Keywords: Fiber metal laminates (FMLs), Glass-epoxy composites, Hygrothermal aging, Impact properties, Flexural properties
  • Moslem Najafi, Reza Ansari *, Abolfazl Darvizeh
    The aim of this study is to investigate effects of isothermal aging on mechanical properties of fiber metal laminates (FMLs) and glass/epoxy composites. For this purpose, both materials were fabricated using the wet lay-up manufacturing technique under vacuum pressure. Both the glass/epoxy composites and the FML specimens were then subjected to isothermal aging (130°C, dried air) for up to 5 weeks. After the isothermal aging, the specimens’ weight loss, caused by thermo-oxidative conditioning, was evaluated. Bending and Charpy impact tests were conducted on both the unaged and aged specimens to examine the isothermal conditioning’s effect on the mechanical properties of studied materials. Experimental results revealed that isothermal aging severely affected impact strength in the form of embrittlement and reduced ductility. However, no significant reduction was found in the flexural stiffness of isothermally aged FML and glass/epoxy specimens.
    Keywords: Fiber metal laminates (FMLs), Glass, epoxy composites, Iso-thermal aging, Impact properties, Flexural properties
  • سیده مریم میرفلاح نصیری، علی باستی*، رامین هاشمی، ابوالفضل درویزه
    در فرآیندهای جدید شکل دهی ورق های فلزی مانند شکل دهی تدریجی و شکل دهی چرخشی کاربرد فرض حالت تنش صفحه ای در مدل مارسینیاک-کوزینسکی به علت وجود تنش های نرمال و برشی چندان منطقی نیست. در این نوع فرآیندهای شکل دهی، کرنش های حدی به دست آمده بر بهبود شکل پذیری ورق دلالت می کند. حال آن که در پژوهش ها کم تر تاثیر وجود تنش برشی بررسی شده است. نمودار حد شکل دهی توسعه یافته منحنی ارزشمندی است که هر شش مولفه ی تانسور تنش در آن لحاظ شده است. در این مقاله، اثر تنش های نرمال و برشی بین ضخامتی بر روی کرنش های حدی ورق آلومینیومی AA6011 با استفاده از مدل اصلاح شده ی M-K و تابع تسلیم غیرایزوتروپیک هیل 48 و به کمک روش حل عددی دستگاه معادلات غیرخطی نیوتن-رافسون بررسی شده است. ابتدا نمودار حد شکل دهی با فرض وجود تنش های برشی بین ضخامتی ترسیم شد و در ادامه اثر هم زمان تنش نرمال و تنش برشی بر روی کرنش های حدی بررسی و منحنی های حد شکل دهی توسعه یافته حاصل شد. نتایج نشان می دهد که تنش های برشی ضخامتی موجب افزایش کرنش های حدی می شود. هم چنین تاثیر تنش نرمال در مقایسه با تنش برشی بر افزایش شکل پذیری ورق بیش تر است.
    کلید واژگان: نمودار حد شکل دهی توسعه یافته، تنش نرمال، تنش برشی بین ضخامتی، مدل اصلاح شده ی مارسینیاک-کوزینسکی
    Seyedeh Maryam Mirfalah Nasiri, Ali Basti *, Ramin Hashemi, Abolfazl Darvizeh
    In the new sheet metal forming process as incremental sheet forming and spinning forming, this is not perfectly true in Marciniak-Kuczyinski model to assume that sheet deformation occurs in the plane-stress state indispose there are normal compressive stress and through-thickness stress. In this type of forming processes, the obtained limit strains refer to improving the sheet forming. However, in researches the effects of through-thickness shear stresses, also known as out-of-plane shear, has been studied less. The generalized forming limit diagram is a great curve that includes all six components of the stress tensor. In this paper, the effect of normal comprehensive and through-thickness shear stresses on the limit strain AA6011 aluminum sheet using a modified M-K and the anisotropic Yield function, Hill 48 and by using numerical solutions of nonlinear equations, Newton-Raphson method. The first the forming limit diagram was drawn with the assumption that the through-thickness shear stresses and then the effects of normal comprehensive stress and through-thickness shear stress on the limit strains were proved and the generalized forming limit curves were obtained. The results show that forming limits can be increased significantly by both normal compressive stress and through-thickness shear stresses. Also, the effects of normal stress on increasing the formability of sheet compared with the effects of through-thickness shear stress is greater.
    Keywords: Generalized Forming Limit Diagram, Normal Stress, Through-Thickness Shear Stress, Modifed M-K model
  • مسلم نجفی، ابوالفضل درویزه، رضا انصاری *
    مواد کامپوزیتی نظیر چندلایه های پلیمری تقویت شده با الیاف به طور گسترده ای در کاربردهای مختلف مهندسی مورد استفاده قرار می گیرند. از بزرگترین موانع استفاده از این مواد در کاربردهای پیشرفته، کاهش خواص مکانیکی و انسجام ساختاری آن ها در مواجهه با دماهای بالا است. در این مقاله، اثر افزودن نانورس بر خواص ضربه ای چندلایه های کامپوزیتی و چندلایه های الیافی فلزی قبل و بعد از مواجهه با شوک حرارتی دما بالا مورد بررسی قرار گرفته است. به این منظور، نانورس توسط همزن مکانیکی، همگن ساز مکانیکی سرعت بالا و همگن ساز مافوق صوت به رزین اپوکسی خالص افزوده شد. سپس چندلایه های کامپوزیتی و چندلایه های الیافی فلزی 2/1 با استفاده از ورق-های آلومینیوم، رزین اپوکسی خالص و بهبودیافته با نانورس و الیاف شیشه توسط روش لایه چینی دستی تولید شدند. اثر استفاده از نانورس بر استحکام ضربه ای چندلایه-های کامپوزیتی و چندلایه های الیافی فلزی پیش و پس از قرارگیری در معرض دمای 230 درجه سانتیگراد مورد بررسی قرار گرفت. بر اساس نتایج به دست آمده مشخص شد که نانورس نقش موثری در حفظ خواص ضربه ای نمونه ها دارد. همچنین به سبب نقش محافظتی لایه های فلزی، میزان افت خواص ضربه ای ناشی از شوک حرارتی در چندلایه های الیافی فلزی کاهش یافت.
    کلید واژگان: چندلایه های الیافی فلزی، شوک حرارتی دما بالا، نانورس، خواص ضربه ای
    Moslem Najafi, Abolfazl Darvizeh, Reza Ansari *
    Composite materials such as fiber reinforced polymeric laminates are used extensively in various engineering applications. Of the greatest impediments to the use of these materials in advanced applications is the reduction of their mechanical properties and structural integrity when they are exposed to high temperatures. In this paper, the effect of nanoclay addition on impact properties of composite and fiber metal laminates before and after exposure to high temperature shock have been investigated. For this purpose, the nanoclay particles were added to pure epoxy resin using mechanical mixer, high-speed mechanical homogenizer, and ultrasonic homogenizer. Then, both the composite laminates and fiber metal laminates 2/1 were laminated by aluminum sheets, pure epoxy resin and modified resin with nanoclay and glass fiber using hand lay-up process. The effects of using nanoclay on the impact strength of composite laminates and fiber metal laminates before and after exposure to temperature of 230 ° C were studied. According to the results obtained, it was found that nanoclay has effective role in maintaining impact properties of the specimens. Additionally, as a result of protective role of metallic layers, the thermal shock induced degradation in impact properties of fiber metal laminates was decreased.
    Keywords: Fiber metal laminate, High temperature thermal shock, Nanoclay, Impact properties
  • مجید علی طاولی*، نصیر نمازی، ابوالفضل درویزه، هاشم بابایی، فرید عبدلی کمالی، رضا رجبیه فرد
    مقاله حاضر به بررسی تجربی و مدل سازی عددی اثر بارگذاری دینامیکی بر چگالی، استحکام و ریزساختار قطعات خالص و مرکب تولیدشده از پودر آهن می پردازد. آزمون های تجربی بر روی پودرها توسط سامانه چکش پرتابه ای انجام شده است. به منظور ارزیابی استحکام قطعات تولیدی، از آزمون فشار قطری استفاده شده است. همچنین به منظور بررسی اثر بارگذاری ضربه ای بر ریزساختار قطعات متراکم شده، تصاویر متعددی از ریزساختار نمونه ها با استفاده از دستگاه میکروسکوپ الکترونی تهیه شده است. نتایج به دست آمده نشان می دهد که با افزایش فشار تراکم، چگالی و استحکام قطعات خالص در سه محدوده فشارهای پایین، متوسط و بالا با نرخ های متفاوت، افزایش می یابد. همچنین نتایج حاصل از تراکم پودر مرکب آهن و سرامیک با درصد های وزنی متفاوت نشان می دهد که افزودن بیش از 5 درصد وزنی پودر سرامیک، چگالی قطعات مرکب حاصل را به شدت کاهش می دهد. بررسی تصاویر حاصل از ریزساختار قطعات، نشان می دهد در روش تراکم دینامیکی، عبور امواج تنش فشاری از میان ستون پودر، باعث تغییر شکل پلاستیک آن ها و ایجاد اتصال بین ذره ای از نوع قفل شدگی مکانیکی در یک ساختار کاملا یکنواخت می گردد. علاوه بر این، با استفاده از روش تحلیل ابعادی و الگوریتم ژنتیک، یک رابطه ریاضی جهت پیش بینی چگالی قطعات خالص تولیدشده ارائه گردیده است. در این روش پس از تشکیل اعداد بدون بعد بر مبنای روش تحلیل ابعادی، این اعداد به عنوان ورودی روش الگوریتم ژنتیک مورد استفاده قرار می گیرند. مقایسه مقادیر پیش بینی شده توسط این رابطه با مقادیر تجربی نشان می دهد که نتایج حاصل از این مدل، از انطباق بسیار مناسبی با نتایج تجربی برخوردار هستند.
    کلید واژگان: تراکم دینامیکی پودر، پودر آهن، چکش پرتابه ای، بارگذاری ضربه ای، الگوریتم ژنتیک
    Nasir Namazi, Majid Alitavoli *, Abolfazl Darvizeh, Hashem Babaei, Farid Abdoli Kamali, Reza Rajabiehfard
    Experimental investigation and numerical modelling of dynamic loading effect on the density, strength and microstructure of the pure and composite parts fabricated from iron powder has been studied in the present paper. Experimental tests have been performed using drop hammer apparatus. Diametral compression test has been used to evaluate the strength of fabricated parts. Also, numerous micrographs have been provided using scanning electron microscopy to investigate the influence of impact loading on the microstructure of compacts. The obtained results show that with increasing compaction energy, density and strength of pure parts increase in three ranges of low, medium and high pressures with different rates. Also, the obtained results by compaction of iron powder with different ceramic powder contents under equal pressure reveal that adding more than 5 percent of ceramic content, sharply decreases the density of composite parts. Examination of graphs taken from the microstructure of compacts reveals that propagation of compressive stress waves through the powder column, causes plastic deformation of particles and forms mechanical inter-locking on a completely uniform structure. Furthermore, a mathematical expression has been presented using dimensional analysis along with genetic algorithm method to predict the values of density of produced pure parts. In this method, after constructing dimensionless numbers based on dimensional analysis approach, these numbers have been used as the inputs of genetic algorithm modelling method. Comparison of the values predicted by this equation with those obtained by experimental values, shows that the results obtained by this model, agree with experimental results surprisingly.
    Keywords: Dynamic Powder Compaction, Iron Powder, Drop Hammer, Impact Loading, Genetic Algorithm
  • آزاده ارژنگ پی، ابوالفضل درویزه*، مهدی یار محمد توسکی، رضا انصاری
    در کار حاضر، ضربه کم سرعت عرضی خارج از مرکز روی مکان های مختلف از ورق کامپوزیتی شیشه/اپوکسی به صورت تجربی و عددی بررسی می شود. آزمایش های ضربه کم سرعت توسط دستگاه وزنه افتان صورت می پذیرد و در ساخت نمونه های کامپوزیتی از روش تزریق به کمک خلا استفاده می شود. در شبیه سازی رفتار ورق کامپوزیتی تحت ضربه، از نرم افزار المان محدود آباکوس/ صریح استفاده شده و کد نویسی آسیب با استفاده از زیر برنامه وی یو مت انجام می گیرد. به منظور توصیف موثر آسیب درون لایه ای ورق کامپوزیتی، دو مدل سه بعدی آسیب پیشرونده به صورت خطی و نمایی به کار گرفته می شود و برای پیش بینی شروع آسیب در لایه ها، از معیار تخریب هاشین سه بعدی استفاده می شود. در هر دو مدل ارایه شده، پیشروی آسیب به صورت توابعی از انرژی های شکست، ضمن معرفی طول مشخصه برای المان های جامد در نظر گرفته می شود. تاریخچه نیرو- زمان و بالاترین حد نیروی تماسی در سطوح انرژی ضربه ی مختلف و روی سه مکان با مختصات متفاوت روی ورق، برای مقایسه بین نتایج تجربی و عددی ارایه می شوند. علاوه بر بررسی این نتایج، با قیاس شکل و اندازه آسیب پیش بینی شده عددی و مشاهدات تجربی می توان به سودمندی و کارایی روش های ارایه شده صحه گذاشت.
    کلید واژگان: ضربه کم سرعت، آسیب پیش رونده، ورق های کامپوزیتی، دستگاه ضربه افتان
    Azadeh Arjangpay, Abolfazl Darvizeh*, Mehdi Yarmohammad Tooski, Reza Ansari
    In the current study, low velocity off-center impacts of glass/epoxy laminates considering different impact locations are investigated experimentally and numerically. Low velocity impact tests are performed using an instrumented drop-weight machine and the composite specimens are formed through the use of the vacuum infusion process. To simulate low velocity impact properties of the composite, the finite element software ABAQUS/Explicit is employed. The damage model is implemented in the FE code by a user-defined material subroutine (VUMAT). In order to effectively describe the progressively intralaminar damage for composite laminates, two three-dimensional progressive damage models are presented exponentially and linearly and for predicting damage initiation of composite plates, 3D Hashin’s failure criterion is chosen. Both damage models are established as functions of energy dissipated by damage in addition to introducing the characteristic length for each three dimensional solid element. The contact force-time histories and peak loads are obtained to compare the numerical and the experimental results at several impact energy levels and three different impact locations of the composite plates. In addition to these achievements, the comparison of the numerically predicted damage pattern and damage size and those observed experimentally can verify the efficiency of the present models
    Keywords: Low velocity impact, Progressive damage, Composite laminates, Dropped weight equipment
  • شهاب عشقی، حامد رجبی*، ابوالفضل درویزه، وحید نورایی فر، مجید علی طاولی، هاشم بابایی
    در این مقاله، روشی جدید برای مدل سازی المان محدود ساختار های صفحه ای متشکل از چند ماده متفاوت با استفاده از تنها یک تصویر ورودی اریه شده است. این روش که در یک برنامه متلب تعبیه شده مبتنی بر پردازش تصویر دیجیتال می باشد. پس از انتخاب یک عکس دیجیتال توسط کاربر، برنامه به طور اتوماتیک تصویر ورودی را به فرمت باینری تبدیل می کند. سپس، سطح داخل ساختار مدنظر در عکس ورودی و مرز آن بر اساس اختلاف رنگ پیکسل های تشکیل دهنده شناسایی می شوند. مرز ساختار و سطح داخلی تشخیص داده شده به طور جداگانه و با اتصال پیکسل های آن ها به یکدیگر المان بندی می شوند. خروجی برنامه یک فایل در فرمت آی ان پی است که شامل مختصات نقاط مدل المان محدود، نحوه اتصال آن ها و همچنین ماده تشکیل دهنده هر مقطع می باشد که در طی فرآیند مدل سازی توسط کاربر تعیین شده است. نتایج حاصل بیانگر دقت بسیار بالای روش در مدل سازی ساختارهای صفحه ای کامپوزیتی با شکل هندسی پیچیده در مدت زمان بسیار کوتاه است. همچنین، نتایج به دست آمده از تحلیل عددی مدل خروجی دارای مطابقت کمی و کیفی مطلوب با نتایج تجربی ارایه شده پیشین می باشد. روش پیشنهاد شده در این مقاله زمینه مستحکمی را برای مدل سازی های واقع گرایانه آینده از ساختارهای صفحه ای کامپوزیتی فراهم می نماید.
    کلید واژگان: کامپوزیت، مدل سازی، المان محدود، پردازش تصویر، ساختار چند ماده ای
    Shahab Eshghi, Hamed Rajabi *, Abolfazl Darvizeh, Vahid Nooraeefar, Majid Alitavoli, Hashem Babaei
    In this article, a new method for finite element modeling of planar multi-material structures, using only an input image, has been presented. This method which is implemented in a Matlab program is based on digital image processing technique. After importing a digital image by the user, the program automatically converts it into a binary format. The inner part and the boundary of the desired structure in the input image are recognized based on the difference between the colors of their pixels. These two regions are meshed separately by connecting their pixels to each other. The output of the program is a file in INP format which includes the coordinates of the nodes of the finite element model, their connections and the material of each part which has been defined by the user during the modeling process. The obtained results indicate the high accuracy of the method in the modeling of planar composite structures with complicated geometries in a very short time. Further, the results from the numerical analysis of the output model are in a good qualitative and quantitative agreement with the previous experimental data. The presented method in this article provides a strong background for future realistic modeling of planar composite structures.
    Keywords: Composite, Modeling, finite element, image processing, multi, material structures
  • رضا رجبیه فرد، ابوالفضل درویزه، منصور درویزه، رضا انصاری، حامد صادقی
    تاثیر مدول کرنش سختی بر کمانش دینامیکی پوسته های استوانه ای دایروی از جنسهای فولاد و آلومینیوم، تحت ضربه محوری در حالت متقارن مورد بررسی قرار گرفته است، بدین منظور معادلات غیر خطی پوسته استوانهای با استفاده از روش تفاضل محدود با مدولهای کرنش سختی یک خطی مختلف برای پوسته های استوانه ای از جنس آلومینیوم و مدولهای کرنش سختی یک خطی و چند خطی مختلف برای پوسته های استوانهای از جنس فولاد برای سه حالت از شرایط مرزی و دو نوع بارگذاری حل شده اند. نتایج حاکی از آن است که برای پوسته های استوانه ای ساخته شده از مواد آلومینیوم و فولاد تحت شرایط بررسی شده تغییر مدول کرنش سختی باعث انتقال شکل کمانش پوسته های استوانهای از پلاستیک دینامیکی به پیشرونده دینامیکی میگردد.
    کلید واژگان: پوسته های استوانه ای، ضربه محوری، کمانش پلاستیک، کمانش پیشرونده
    Reza Rajabieh Fard, Abolfazl Darvizeh, Mansour Darvizeh, Reza Ansari, Hamed Sadeghi
    The effect of strain hardening modulus on axisymmetric buckling of circular cylindrical shells made of aluminum and steel materials is investigated, so the nonlinear dynamic equations of cylindrical shells with different strain hardening modulus for cylindrical shells made of aluminum material and different linear and multi-linear strain hardening modulus for cylindrical shells made of steel material are solved for three types of boundary conditions and two types of loading. It is found that under investigated conditions, changing of strain hardening modulus for cylindrical shells made of aluminum and steel materials transmit the buckling shape from plastic buckling to progressive buckling.
    Keywords: Cylindrical shells, Axial impact, Plastic Buckling, Progressive buckling
  • مصطفی مستان آبادی، علی علی جانی، ابوالفضل درویزه، فاطمه متقیان
    در این مقاله ناپیوستگی در تیرها با استفاده از یک فنر پیچشی مدلسازی می شود که شدت این ناپیوستگی توسط میزان سفتی فنر تنظیم می گردد. با دو تحلیل فرم قوی و ضعیف به ترتیب معادله دیفرانسیل حاکم اصلاح شده و ماتریس سفتی سازه بهبود یافته برای تیرهای ناپیوسته استخراج می شوند. در فرم قوی، با در نظرگرفتن تئوری تیر اویلر-برنولی و تیموشنکو و با استفاده از دو روش تحلیل متفاوت، تاثیر تغییر شکل برشی در تیرهای دارای ناپیوستگی ارائه شده است. در این فرم، سفتی خمشی تیر ناپیوسته به کمک تابع دلتای دیراک اصلاح می شود. در فرم ضعیف، ماتریس سفتی کاهش یافته از درون معادله انرژی کرنشی استخراج که این معادله نیز به کمک سه معادله پیوستگی، سینماتیک و ساختاری ساخته می شود. فرض خطی بودن هندسه و ماده به ترتیب برای تشکیل معادلات سینماتیک و ساختاری در نظر گرفته شده است. در این فرم، شرایط پیوستگی دو بخش گسسته شده ی تیر اویلر-برنولی را به یکدیگر مربوط می کند که در آن یک تابع شکل هرمیتی بهبود یافته برای درونیابی میدان جابجایی بکار گرفته می شود. یک مثال کاربردی، مقایسه و صحت سنجی جواب های دو فرم قوی و ضعیف و همچنین رفتار شبه استاتیکی تیر ناپیوسته را نشان می دهد.
    کلید واژگان: ناپیوستگی، تیر، فرم های قوی و ضعیف، تئوری های اویلر، برنولی و تیموشنکو
    Mostafa Mastanabadi, Ali Alijani, Abolfazl Darvizeh, Fatemeh Mottaghian
    In this paper, a discontinuity in beams whose intensity is adjusted by the spring stiffness factor is modeled using a torsional spring. Adapting two analyses in strong and weak forms for discontinuous beams, the improved governing differential equations and the modified stiffness matrix are derived respectively. In the strong form, two different solution methods have been presented to make an analogy between the formulation of the Euler-Bernoulli and Timoshenko theories that indicates the influence of the shear deformation in discontinuous beams. The flexural stiffness of discontinuous beams is corrected by using the Dirac’s delta function. In the weak form, the reduced stiffness matrix is derived from the strain energy equation established by the continuity, kinematics and constitutive equations. The linearity assumption of the geometry and material is considered to construct the kinematics and constitutive equations respectively. The continuity conditions mathematically connect two divided parts of the Euler-Bernoulli beam for which an improved Hermitian shape function is employed to interpolate displacement field. An application shows the comparison and validation of the results of the strong and weak forms, and also the quasi-static behavior of discontinuous beams.
    Keywords: Discontinuity, Beam, Strong, Weak Forms, Euler, Bernoulli, Timoshenko Theories
  • رضا رجبیه فرد، ابوالفضل درویزه*، مجید علی طاولی، رضا انصاری، المیرا مقدوری
    مقاله حاضر به بررسی تجربی و عددی فرآیند وارونگی داخلی پوسته های استوانه ای فلزی تحت بارگذاری محوری دینامیکی می پردازد. تست های تجربی بر روی پوسته هایی از جنس فولاد در دستگاه پرتابگر گازی انجام شده و با استفاده از سیستم اندازه گیری بارهای ضربه ای، نیروی لازم برای وارونگی داخلی بدست آورده می شود. همچنین تحلیل عددی نیز با استفاده از نرم افزار المان محدود آباکوس انجام گرفته و دقت این مدل ها با نتایج تجربی سنجیده شده است. در این مقاله پارامترهای هندسی قالب و پوسته ها ثابت در نظر گرفته شده و تاثیر سرعت و جرم پرتابه بر میزان کوتاه شدگی و جذب انرژی پوسته هایی که در فرآیند وارونگی داخلی تحت ضربه محوری قرار گرفته-اند، مورد بررسی قرار می گیرد. بدین منظور پرتابه با سرعت ها و جرم های مختلف به سمت نمونه پرتاب می شود. مشاهده می شود که در صورت ثابت ماندن جرم پرتابه، افزایش سرعت تاثیر چندانی بر نیروی ثابت وارونگی نداشته و تنها میزان جابه جایی پوسته را افزایش می دهد اما اگر سرعت پرتابه ثابت بماند، افزایش جرم پرتابه علاوه بر افزایش جابه جایی پوسته، منجر به افزایش نیروی ثابت وارونگی می گردد. مقایسه نتایج بدست آمده از تست های آزمایشگاهی و شبیه سازی های عددی، تطابق خوبی را بین آن ها نشان می دهد.
    کلید واژگان: وارونگی داخلی، ضربه محوری، دستگاه پرتابگر گازی، پوسته های استوانه ای
    Reza Rajabiehfard, Abolfazl Darvizeh*, Majid Ali Tavoli, Reza Ansari, Elmira Maghdoori
    In this paper, the internal inversion process of metallic cylindrical shells under dynamic axial loading is investigated experimentally and numerically. Experimental tests are performed on the steel tubes in a gas gun and the required force for internal inversion is obtained using the measurement system of impact loadings. Also, numerical analysis is carried out by the finite element software ABAQUS and the accuracy of simulated models are validated with the experimental results. In this paper, all geometrical properties of the tubes and die are assumed to be constant and the effect of the projectile mass and velocity is investigated on the shortening and energy absorption of the tubes which are affected by axial impact in the internal inversion process. Therefore the projectile is shot directly to the specimen with different masses and velocities. It is observed that if the projectile mass remains constant, increasing in the impact velocity has almost no effect on the constant inversion load and just increase the tube displacement but if the impact velocity remains constant, increasing the amount of projectile mass causes increasing in the constant inversion load besides of increasing in tube displacement. Comparing the results of numerical simulations with the experimental results shows a good agreement between them.
    Keywords: Internal inversion, Axial impact, Gas gun, Cylindrical shells
  • حبیب رمضان نژاد آزاربنی، منصور درویزه *، ابوالفضل درویزه، رضا انصاری

    امروزه در دسترس بودن، دوام، قابلیت اطمینان، وزن و قدرت تحمل بار، به عنوان مهم ترین عوامل در طراحی و مهندسی بهینه مسائل تحلیل ورق ها که در صنعت کاربرد گسترده ای دارند، محسوب می شوند.کمانش در محدوده ی الاستیک یا الاستوپلاستیک یکی از پدیده هایی است که ممکن است در بارگذاری محوری ورق مشاهده شود. در این مقاله تحلیل کمانش دینامیکی الاستوپلاستیک ورق مستطیلی نازک با شرایط مرزی مختلف تحت بار محوری نمایی با استفاده از روش گالرکین و به کارگیری توابع شکل مثلثاتی مورد تحلیل قرارگرفته است. به منظور استخراج روابط حاکم بر رفتار دینامیکی ورق از دو تئوری پلاستیسیته شامل تئوری تغییرشکل پلاستیسیته بر اساس معادلات ساختاری هنکی و تئوری نموی پلاستیسیته بر اساس معادلات ساختاری پرانتل-روس استفاده شده است. همچنین روابط تنش-کرنش رامبرگ – اسگود برای مدل کردن رفتار مادی پلاستیسیته ورق به کار گرفته شده است. تاثیر شرایط مرزی متقارن و غیرمتقارن، پارامترهای هندسی ورق، دامنه بار دینامیکی اعمالی و دو نوع تئوری مختلف پلاستیسیته بر پاسخ دینامیکی ورق شامل تاریخچه زمانی سرعت و جابجایی آن مورد تحلیل قرارگرفته است. بر اساس نتایج به دست آمده تئوری تغییرشکل پلاستیسیته تخمین پایین تری را نسبت به تئوری نموی ارائه می دهد. همچنین مقاومت در مقابل تغییرشکل ورق در تکیه گاه گیردار نسبت به تکیه گاه ساده بیشتر بوده به همین دلیل نقاط نزدیک به این نوع تکیه گاه دارای میدان سرعت و جابجایی کمتری نسبت به نقاط نزدیک تکیه گاه ساده می باشند.

    کلید واژگان: کمانش الاستوپلاستیک دینامیکی، باردینامیکی نمایی، تئوری تغییرشکل پلاستیسیته، تئوری نموی پلاستیسیته
    Habib Ramezannezhad Azarboni, Mansour Darvizeh, Abolfazl Darvizeh, Reza Ansari

    Nowadays, availability, durability, reliability, weight and strength, as the most important factors in optimum engineering design, are responsible for the widespread application of plates in the industry. Buckling in the elastic or elastoplastic regim is one of the phenomena that can be occurred in the axial compressive loading. Using Galerkin method on the basis of trigonometric shape functions, the elastoplastic dynamic buckling of a thin rectangular plate with different boundary conditions subjected to compression exponetiail pulse functions is investigated in this paper. Based on two theories of plasticity: deformation theory of plasticity (DT) with Hencky constitutive relations and incremental theory of plasticity (IT) with Prandtl-Reuss constitutive relations the equilibrium, stability and dynamic elastoplastic buckling equations are derived. Ramberg-Osgood stress-strain model is used to describe the elastoplastic material property of plate. The effects of symmetrical and asymmetrical boundary conditions, geometrical parameters of plate, force pulse amplitude, and type of plasticity theory on the velocity and deflection histories of plate are investigated. According to the dynamic response of plate the results obtained from DT are lower than those predicted through IT. The resistance against deformation for plate with clamped boundary condition is more than plate with simply supported boundary condition. Consequently, the adjacent points to clamped boundary condition have a lower velocity field than adjacent points to simply supported boundary condition.

    Keywords: Elastoplastic Dynamic Buckling, Exponential Dynamic loading, Deformation Theory of Plasticity, Incremental Thepry of Plasticity
  • ابوالفضل درویزه، ندا شفیعی، منصور درویزه، حمیدرضا حبیب الهی، حامد رجبی
    این مقاله به مطالعه تاثیر اجزای ساختاری بال عقب ملخ صحرایی بر رفتار بیومکانیکی آن می پردازد. نخست، بال حشره تحت بررسی میکروسکوپی با استفاده از میکروسکوپ الکترونی قرار می گیرد. نتایج به دست آمده از بررسی های میکروسکوپی جهت ارائه مدل های المان محدود از بال با در نظر گرفتن اجزای ساختاری متفاوت به کار گرفته می شود. مدل های ارائه شده تحت اثر نیروهای اینرسی و آیرودینامیکی وارد بر بال در ضمن پرواز قرار گرفته و تنش ها و جابه جایی های ناشی از آن ها ارزیابی می گردند. نتایج نشان داده است که حضور رگ های طولی، رگ های طولی و عرضی، چین و چروک ها، چین و چروک ها و رگ های طولی و در نهایت چین و چروک ها و رگ های طولی و عرضی به ترتیب باعث میانگین کاهش 4، 25.75، 4.34، 184.54 و 768.5 برابری تنش اصلی پدید آمده نسبت به بال فاقد اجزای ساختاری شده است. اجزای ساختاری بال ملخ همچنین نقش موثری در یکنواخت شدن شکل توزیع تنش و کاهش دامنه تغییرات آن در یک سیکل پرواز ایفا می کنند. همچنین نشان داده می شود که تاثیر نیروهای اینرسی و آیرودینامیکی بر تغییر شکل بال حین پرواز، از تاثیر نیروهای الاستیک کمتر می باشد. نتایج حاصل از این تحقیق می تواند در ساخت سازه های سبک با مقاومت بالا به کار گرفته شود.
    کلید واژگان: روش المان محدود، ساختار میکروسکوپی، توزیع تنش، ملخ صحرایی، جزء ساختاری
    Abolfazl Darvizeh, Neda Shafiee, Mansour Darvizeh, Hamid Reza Habibollahi, Hamed Rajabi
    This paper investigates the effects of constructional elements on the biomechanical behavior of desert locust hind wing. First, the microstructure of the insect wing is investigated using scanning electron microscope. The results of the scanning electron microscopy are used to develop finite element models of the wing with different constructional elements. The presented models are studied under the inertial and aerodynamic loads applied during flight and the obtained stresses and displacements are assessed. The results show that longitudinal veins, longitudinal and cross veins, corrugations, corrugations and longitudinal veins and finally a combination of corrugations and longitudinal and cross veins cause averagely 4, 25.75, 4.34, 184.54, 768.5 times decrease of the achieved principal stresses in comparison with a wing without the mentioned constructional elements. Constructional elements of the locust wing play an important role to uniform the pattern of stress distribution in the wing during flight. Further, the existence of the mentioned constructional elements causes a decrease in the variation of the stress within a stroke-cycle. In addition, it is shown that the inertia and aerodynamic forces have less effect on the wing deformation than the elastic ones. The results of this research may be helpful in the development of lightweight structures with high strength.
    Keywords: Finite Element Method, Microstructure, stress distribution, desert locust, constructional element
  • ابوالفضل درویزه، سارا انامی راد، منصور درویزه، رضا انصاری، حامد رجبی
    در این مقاله ساختار میکروسکوپی پوسته خرخاکی با استفاده از تصاویر به دست آمده از دستگاه میکروسکوپ الکترونی مورد بررسی قرار گرفته و پاسخ دینامیکی پوسته این جانور، تحت ضربه یک پرتابه مخروطی به روش اجزای محدود مطالعه شده است. شکل خاص پوسته جانور که یک کامپوزیت می باشد، باعث شده که علیرغم ضخامت ناچیز، در برابر بارهای خارجی، مقاومت مطلوبی از خود نشان دهد. همچنین جانور قادر است در صورت احساس خطر خود را جمع کرده و بدن خود را به شکل یک کره درآورد. بنابراین به منظور بررسی اثرات احتمالی این قابلیت تغییر شکل در بدن حشره بارگذاری بر روی پوسته در هر دو وضعیت صاف و کروی، با زوایای برخورد مختلف و سرعت های متفاوت انجام شد. با مقایسه بین دو وضعیت صاف و کروی این نتیجه حاصل گردید که میزان تمرکز تنش ایجاد شده در پوسته در حالتی که جانور خود را به شکل کره جمع می کند، کمتر از حالت نرمال است که این امر بیانگر تاثیر مثبت مکانیزم حفاظتی جانور می باشد. نتایج حاصل از این تحقیق می تواند در راستای طراحی و ساخت ساختارهای نوین مهندسی داری نسبت استحکام به وزن بالا مورد استفاده قرار گیرد.
    کلید واژگان: روش اجزای محدود، پوسته خرخاکی، ساختار میکروسکوپی، خواص مکانیکی، توزیع تنش
    Abolfazl Darvizeh, Sara Anami Rad, Mansoor Darvizeh, Reza Ansari, Hamed Rajabi
    In this paper, a scanning electron microscope (SEM) is used for microstructural investigations of a woodlouse shell. Finite element (FE) method is employed to study the dynamic behavior of the shell subjected to the impact of a cone-shaped projectile. Despite of small thickness, the shell, as a composite material, enables the insect to bear large external forces. The woodlouse is also able to roll up into a complete sphere to protect itself from danger. In order to study this defense mechanism, the external loads are applied to the shell in different configurations: when the shell is in (1) normal and (2) rolled-up forms. The simulations are performed at different velocities and at different impact angles. Comparisons of the results obtained from different simulations indicate that the defense mechanism of the woodlouse has an important role in decreasing the stress concentrations. Indeed, it is a defense mechanism which effectively increases the load-bearing capacity of the insect shell. The results of the present research may be useful in the design and manufacture of modern engineering structures with a high strength to weight ratio.
    Keywords: finite element method, Woodlouse shell, Microscopic structure, Mechanical properties, Stress distribution
  • رضا انصاری خلخالی، منصور درویزه، ابوالفضل درویزه، علی علی جانی
    در این مطالعه رفتار غیرخطی هندسی تیر با فرض ثابت بودن خواص مادی جسم، به کمک روش المان محدود مورد بررسی قرار می گیرد. به منظور مطالعه رفتار تیر دو رهیافت ارائه می گردد؛ در رهیافت اول، تیر با المانهای یک بعدی مرتبه دو مدلسازی شده و بر پایه روابط مکانیک محیط پیوسته و با بکارگیری یک استراتژی لاگرانژی (اولیه) فرمولبندی می شود در صورتیکه رهیافت دوم با استراتژی اویلری (ثانویه) و به کمک المانهای دوبعدی رفتار غیرخطی تیر را بیان می نماید. در هر دو رهیافت با تعیین گرادیان تغییر شکل؛ وضعیت ثانویه، کرنشها و تنش های موجود در تیر بدست می آیند.
    کلید واژگان: غیرخطی، المان محدود، استراتژی لاگرانژی، استراتژی اویلری
    Reza Ansari, Mansour Darvizeh, Abolfazl Darvizeh, Ali Alijani
    In this paper, with the assumption of constant material properties, the nonlinear behavior of beams is studied using the finite element method. To this end, two approaches are represented: in the first approach, the beam is modeled by one dimensional elements of second order that is formulated according to continuum mechanics relationships based on the Lagrangian strategy, while in the second approach based on the Eulerian strategy the nonlinear behavior of the beam is investigated by making use of two dimensional elements. In both approaches, the second configuration, strains and stresses in the beam are obtained via the calculation of deformation gradient.
نمایش عناوین بیشتر...
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