sattar maleki
-
در این مقاله به بررسی رفتار لوله های کامپوزیتی ساخته شده از الیاف شیشه در برابر بارهای ضربه ناشی از سقوط وزنه در محدوده دمایی 15- تا 100 درجه سانتی گراد پرداخته شده است. بدین منظور لوله های کامپوزیتی با سه نوع رزین اپوکسی، ونیل استر و پلی استر ساخته و در سطوح انرژی ضربه و شرایط دمایی مختلف مورد آزمایش قرار گرفته است. بیشینه نیروی برخورد، زمان برخورد و مقدار انرژی جذب شده لوله برای حالات مختلف طراحی آزمایش با یکدیگر مقایسه شده است. نتایج بیانگر عملکرد بهتر لوله با رزین اپوکسی در جذب انرژی ضربه نسبت به دو نوع دیگر است. همچنین با افزایش دمای محیط، ظرفیت حمل بار لوله کاهش، زمان برخورد ضربه زننده و میزان جذب انرژی ضربه افزایش پیدا می کند.
کلید واژگان: لوله کامپوزیتی، ضربه کم سرعت، دمای کارکرد، بررسی آزمایشگاهی، روش رشته پیچیIn this paper, the behavior of composite tubes made of glass fibers under low velocity impact loads due to falling weight in the temperature range of -15 to 100 is investigated. For this purpose, composite tubes with glass fibers and three types of epoxy resins, vinyl ester and polyester are produced and tested in different impact energy levels and temperature conditions. Maximum impact force, impact time and absorbed energy are compared with each other for different situations. The results indicate that the epoxy resin tubes has a better performance in impact energy absorption than the other two types of resin used. As operating temperature increases, load carrying capacity of the tubes decreases, while the duration of impact time and amount of energy absorption increase.
Keywords: Composite pipe, Low velocity impact, Operating temperature, Experimental study, Filament winding method -
خطوط لوله فلزی عمدتا در شرایط بهره برداری دچار خوردگی و آسیب می شوند که تعویض کامل بخش های آسیب دیده و یا جوشکاری موضعی آن ها گاها به لحاظ عملیاتی و یا اقتصادی امکان پذیر نبوده، از این رو، برای رفع خوردگی و آسیب های عملکردی ایجاد شده در خطوط لوله های فلزی، از روش تقویت موضعی با استفاده از کامپوزیت ها به عنوان یکی از راهکارهای کارآمد و مقرون به صرفه بهره گرفته می شود. اتصال لایه کامپوزیتی به زیرلایه فلزی در این روش، یکی از مهمترین پارامترهای طراحی می باشد. لذا استخراج پارامترهای مهم در محل اتصال، کمک شایانی به مهندسان در طراحی و پیشبینی زمان شروع و توسعه ترک بین لایه ای در فصل مشترک لایه کامپوزیتی به زیرلایه فلزی نموده است. از این رو، برای بررسی مود دوم شکست در این روش، به محاسبه ی تجربی و عددی نرخ رهاسازی انرژی کرنشی برشی بین لایه ای در اتصال فولاد/کامپوزیت پرداخته شده است. بر اساس استاندارد تجربی محاسبه نرخ انرژی کرنش مود دوم شکست ASTM-D7905، برای سه نمونه خمشی انتها ترک دار متقارن و نامتقارن آزمون تجربی انجام گرفته و رابطه ای برای محاسبه ضخامت هر جنس جهت داشتن نمونه های متقارن ارایه گردیده است. جهت اعتبار سنجی رابطه محاسبه ضخامت از مدل سازی اجزای محدود نمونه های خمشی انتها ترک دار ناهمجنس به روش بستن مجازی ترک، استفاده گردیده که نتایج آن با نتایج آزمایش تطابق خوبی نشان داده است. مقایسه نتایج تجربی حاصل شده در نمودار های نیرو- جابه جایی نمونه های متقارن و نامتقارن در حین رشد ترک، نشان داد که نرخ رهایی انرژی کرنشی مود دوم شکست نمونه های متقارن بیشتر از نمونه های نامتقارن و حدود 1.6 برابر آن است.کلید واژگان: رشد ترک، مود دوم شکست، نرخ رهایی انرژی کرنشی، روش بستن ترک مجازی، نمونه خمشی انتها ترک ناهم جنسMetallic pipelines are mainly corroded and damaged in operation that replacing damaged lines or their local welding is sometimes not feasible or economical, so for resolving the corrosion and functional damage of metallic pipelines, localized repair using composites as one of the most effective and cost effective solutions is used. The connection of composite repair to the metal substructure in this method is one of the most important design parameters. Therefore, deriving the important parameters at the junction will help engineers in designing and predicting the interlaminar crack initiation and propagation at the joint interface of composite repair to the metal substrate. Therefore, to investigate the second mode of failure in this method, the strain energy release rate is calculated experimentally and numerically in a steel/GFRP bond. According to an experimental standard for calculating the second mode strain energy release rate, ASTM-D7905, experimental tests are accomplished for three symmetric and asymettric unlike end-notched flexure specimens and a relationship for the thickness of each material to have symmetric specimens is proposed. To validate the thickness calculation relationship, the finite elemental modeling of unlike samples using virtual crack closure technique is used which indicates the good agreement of experimental and numerical results. Compareing the experimental results obtained in force-displacement diagrams of symmetric and asymmetric samples in crack propagation showed that the second mode strain energy release rate of symmetric samples are more than asymmetric and about 1.6 times as large.Keywords: crack propagation, second mode of failure, strain energy release rate, virtual crack closure technique, unlike end-notched flexure specimen
-
در این پژوهش، برای اولین بار، تاثیر غیریکنواختی مقطع میکروتیر و شرایط مرزی مختلف بر ارتعاشات غیرخطی میکروتیر با در نظر گرفتن رفتار وابسته به ابعاد براساس تئوری تنش کوپل اصلاح شده، بررسی می شود. با استفاده از اصل همیلتون، معادله حاکم بر میکروتیر اویلر- برنولی، با در نظر گرفتن غیرخطی هندسی فون کارمن و بر اساس تئوری تنش کوپل اصلاح شده استخراج می گردد. سپس معادله ارتعاشات غیرخطی حاصل، با استفاده از روش مشتقات تربیعی بهبود یافته و روش تکرار مستقیم حل می شود تا فرکانس طبیعی غیرخطی بدست آید. در این مرحله، با استفاده از روش گلرکین، معادلات دیفرانسیل جزئی غیرخطی حاکم بر ارتعاشات به معادله دیفرانسیل معمولی غیرخطی از نوع دافینگ با متغیر زمان کاهش می یابد. معادله حاصل، با استفاده از ماتریس دیفرانسیل گیر اسپکترال که بر اساس مشتقات توابع پریودیک پایه تعریف شده است، تفکیک می گردد. سپس با استفاده از روش طول کمان، معادله غیرخطی پارامتری حاصل، حل می شود و پاسخ فرکانسی ارتعاشات اجباری غیرخطی میکروتیر بدست می آید. نهایتا فرکانس طبیعی غیرخطی و پاسخ فرکانسی میکروتیر برای مقاطع غیریکنواخت و شرایط مرزی مختلف محاسبه و تحلیل می شود. نتایج پژوهش جاری نشان میدهد که ارتعاشات غیرخطی آزاد و اجباری میکروتیر وابسته به ابعاد است. همچنین برای تیرغیریکنواخت، این وابستگی ابعادی، چشمگیرتر و برای شرایط مرزی مختلف، متفاوت است. راستی آزمایی روش با مقایسه نتایج با نتایج حل دقیق در حالت ساده شامل مقطع یکنواخت و تکیه گاه ساده صورت گرفته که بیانگر دقت خوب روش حاضر می باشد.کلید واژگان: وابستگی ابعادی، ارتعاشات غیرخطی، پاسخ فرکانسی، میکروتیر، تئوری تنش کوپل اصلاح شدهIn this article, for the first time, the effect of non-uniformity of microbeam cross section and various boundary conditions on the nonlinear vibration of microbeam is investigated considering the size dependent behavior based on modified couple stress theory. Using the Hamilton’s principle, the governing equation of Euler–Bernoulli microbeam with von Karman geometric nonlinearity based on the modified couple stress theory is derived. The nonlinear vibration governing equation is then solved using the Generalized Differential Quadrature method (GDQ) and direct iterative method to obtain the nonlinear natural frequencies. In this step, the Galerkin method is used to reduce the nonlinear PDE governing the vibration into a time-dependent ODE of Duffing-type. The time domain is then discretized via spectral differentiation matrix operators which are defined based on the derivatives of a periodic base function. Next, the nonlinear parametric equation is solved using pseudo arc-length method and the frequency–response curves of microbeam nonlinear forced vibration is obtained. Finally, nonlinear natural frequency and frequency response of microbeam with various non-uniformity of cross sections and boundary conditions are obtained. Present results show that, the nonlinear free and forced vibration of microbeam is size dependent. Moreover, this size dependency is more significant for non-uniform microbeam and is deferent for various boundary conditions. The result of present method for simple case including uniform section and simply supported boundary condition is validated with that of exact method and have good agreement.Keywords: Size dependent, nonlinear vibration, frequency response, microbeam, modified couple stress theory
-
در برخی خطوط حاوی سیالات خورنده دما بالا، لوله های دو لایه شامل لایه ساختاری کامپوزیت پلیمری گرماسخت و لایه آستری گرمانرم تنها راه حل عملی هستند. بررسی مقاومت اتصال کامپوزیت گرماسخت به آستری گرمانرم، در این خطوط اهمیت فراوانی دارد. محاسبه نرخ رهاسازی انرژی کرنشی مود اول شکست، معیار مهمی در بررسی مقاومت اتصال و پیش بینی خرابی این نوع لوله ها می باشد. استاندارد تست تجربی نرخ رهاسازی انرژی کرنشی برای نمونه های تیر یک سرگیردار متقارن، ASTM-D5528 می باشد. در این پژوهش، رابطه کلی محاسبه ضخامت لایه ها برای هر نوع تیر یک سرگیردار دولبه ناهمجنس، با استفاده از تئوری کلاسیک چندلایه ها برای اولین بار، ارائه شده است. برای بررسی دقت این رابطه، نمونه هایی از دو جنس و دارای ضخامت های متفاوت، جهت تست تجربی ساخته شده اند. جنس نیمه بالایی، کامپوزیت ساخته شده از الیاف شیشه تک جهته و رزین وینیل استر، نیمه پایینی، پلی وینیل کلراید سخت و فصل مشترک دو لایه، دو نوع پرایمر مختلف بر پایه رزین اپوکسی و وینیل استر می باشد. جنس نمونه های ساخته شده در این پژوهش بر مبنای نمونه های عملی مورد استفاده در بسیاری از خطوط انتقال مواد شیمیایی در واحدهای کلرآلکالی در سطح کشور نظیر واحدهای پتروشیمی اروند می باشد. این امر بدین علت است که نتایج حاصل از پژوهش جاری بتواند راهگشای سازندگان تجهیزات این خطوط باشد. برای راستی آزمایی رابطه ارائه شده، مدل سازی اجزای محدود با روش بستن مجازی ترک دو مرحله ای صورت گرفته است. همخوانی عالی نتایج عددی و تجربی، بیانگر کارایی و دقت رابطه پیشنهادی می باشد.کلید واژگان: نرخ رهاسازی انرژی کرنشی، مود اول شکست، تیر یک سرگیردار دولبه ناهمجنس، لایه آستری گرمانرمDual laminate pipes made of thermoset polymer composite structure and thermoplastic liner are the only alternative in pipelines conveying high temperature corrosive fluids. Investigating the bonding between thermoset composite and thermoplastic liner is very important in these pipelines. Calculating the strain energy release rate of first mode of failure is very important criteria in bonding strength and failure of doulas pips. ASTM-D5528 is the standard for experimental test procedure of strain energy release rate of symmetric double cantilever beam. In this study, using the classical laminates theory, the general equation for determination the laminates thicknesses in unlike double cantilever beam is presented, for the first time. To study the validity of the equation, in unlike double cantilever beam samples consists of laminates with different thicknesses are manufactured for the experimental tests. Upper, lower and bonding regions consist of composite made of unidirectional fiberglass/Vinylester resin, PVCU and epoxy or Vinylester primers, respectively. The samples of this study are manufactured base on the practical case studies of chemical fluid pipelines with chlor-alkali process like Arvand Petrochemical units. The main aim of this work is to help manufacturers of these unites equipment to have practical guideline. To qualify the efficiency of the proposed equation, finite element simulation base on the virtual crack closure technique is presented. Good agreement is achieved in comparing the numerical and experimental results that shows the efficiency and accuracy of the proposed equation.Keywords: Strain energy release rate, First mode of failureI, Unlike double cantilever beam, Thermoplastic liner
-
در این مقاله، نرخ رهایی انرژی کرنشی مود اول شکست در اتصال چسبی دو صفحه کامپوزیتی با الیاف شیشه تک جهته با استفاده از نمونه تیریکسرگیردار دولبه محاسبه شده است. برای ایجاد اتصال از چسب آرالدایت 2011 که بطور گسترده در صنعت هوافضا کاربرد دارد، استفاده شده، نرخ رهایی انرژی کرنشی با سه روش تیر اصلاح شده، روش کالیبره کردن نرمی و روش اصلاح شده کالیبره کردن نرمی از نتایج تجربی محاسبه شده است. برای مدل سازی رشد ترک در اتصال چسبی دو صفحه کامپوزیتی از روش اجزای محدود توسعه یافته استفاده شده است. مقدار میانگین نرخ رهایی انرژی کرنشی بحرانی محاسبه شده به روش اصلاح شده کالیبره کردن نرمی به عنوان ورودی نرم افزار در نظر گرفته شده است. بعد از مقایسه نمودار نیرو – جابه جایی بدست آمده از نتایج آزمایش های تجربی و حل عددی که نشان دهنده دقت مطلوب روش اجزای محدود توسعه یافته در محاسبه نیرو حداکثر و جابه جایی متناظر با آن و همچنین قسمت خطی نمودار نیرو – جابه جایی می باشد، نمودارهای نرخ رهایی انرژی کرنشی – نیرو، نمودار ضریب شدت تنش – نیرو، نمودار نرخ رهایی انرژی کرنشی – جابه جایی محل اعمال بار و نمودار تنش گسیختگی – ضریب شدت تنش مورد بررسی قرار گرفته است.کلید واژگان: کامپوزیت ها، اتصال چسبی، روش اجزای محدود توسعه یافته، رشد ترک، نرخ رهایی انرژی کرنشیIn this paper, the strain energy release rate of first mode of failure in the adhesive bonding of two composite plates composed of unidirectional glass fiber is calculated using double cantilever beam specimen. Araldite 2011 adhesive connection which is widely used in the aerospace industry has been employed. Strain energy release rate is calculated by the modified beam method, compliance calibration method and modified compliance calibration method from experimental results. For modeling crack growth in adhesive bonding of two composite plates, the Extended Finite Element Method has been employed. Average value of critical strain energy release rate calculated by the modified compliance calibration method is considered as software input. After comparing force - displacement curve obtained from experimental data and numerical solution that represents good precision of the Extended Finite Element Method in calculating the maximum force and corresponding displacement and also linear part of force-displacement curve, strain energy release rate - force curve, stress intensity factor force curve, strain energy release rate displacement of the load effective point and failure stress - stress intensity factor curve are evaluated.Keywords: Composites, Adhesive Joint, Extended Finite Element Method, Crack growth, Strain Energy Release Rate
- 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.