جستجوی مقالات مرتبط با کلیدواژه « کامپوزیت » در نشریات گروه « مکانیک »
تکرار جستجوی کلیدواژه « کامپوزیت » در نشریات گروه « فنی و مهندسی »-
در این مقاله به بررسی نحوه تاثیر افزودن پرکننده فومی بر قابلیت جذب انرژی لوله های هیبریدی با ضخامت های مختلف لایه کامپوزیتی پرداخته شده است. برای این منظور 10 لوله هیبریدی از نوع آلومینیوم/الیاف شیشه بافته شده/رزین پلی استر با 5 ضخامت مختلف لایه کامپوزیتی بین 0 تا 75/1 میلیمتر با فرایند لایه چینی دستی بر روی لوله آلومینیومی به قطر بیرونی 42 میلی متر و ضخامت 1 میلی متر، تولید شد و 5 مورد از آن ها با فوم پلی یورتان با چگالی آزاد 40 کیلوگرم بر مترمکعب پر شدند. در ادامه این نمونه ها با استفاده از یک دستگاه تست فشار یونیورسال، تحت آزمون فشار محوری شبه استاتیکی با نرخ جابه جایی 10 میلی متر بر دقیقه تا لهیدگی کامل قرار گرفتند و میزان جذب انرژی ویژه، بهره وری نیروی لهیدگی و شکل مود لهیدگی هر کدام از آن ها استخراج شد. نتایج حاصل نشان می دهد که در ضخامت های پایین لایه کامپوزیتی، افزودن فوم پلی یورتان موجب بهبود موثر جذب انرژی ویژه و بهره وری نیروی لهیدگی لوله هیبریدی می شود، با این وجود، در ضخامت های بالای لایه کامپوزیتی این روند مثبت از بین رفته و حتی تاثیر فوم بر قابلیت جذب انرژی ویژه منفی می گردد.کلید واژگان: جذب انرژی, فشار شبه استاتیک, لوله هیبریدی, کامپوزیت, فوم پلی یورتان}In this article, the effect of filling foam on the energy absorption capability of hybrid tubes with different thicknesses of the composite layer has been investigated experimentally. For this purpose, 10 aluminum/woven glass fiber/polyester resin hybrid tubes with 5 different thicknesses of the composite layer between 0 and 1.75 mm were produced by manual tape winding on an aluminum tube with an outer diameter of 42 mm and a thickness of 1 mm, then, 5 of these tubes were filled with polyurethane foam with free density of 40 kg/m3. Afterwards, the hybrid tubes were subjected to the quasi-static axial compression test using a universal pressure testing machine with a constant displacement rate of 10 mm/min until their complete crushing, and the specific energy absorption, crushing force efficiency, and crushing mode shapes were extracted for each tube. The results show that in the low thicknesses of the composite layers, filling the tubes with polyurethane foam effectively improves the specific energy absorption and the crushing force efficiency. However, the role of the foam becomes less effective and even negative in the high thicknesses of the composite layers.Keywords: Energy Absorption, Quasi-Static Compression, Hybrid Tubes, Composite, Polyurethane Foam}
-
بهبود خواص مکانیکی قطعات چاپ شده توسط چاپگر سه بعدی بر اساس فن آوری لایه نشانی ذوبی، توسط الیاف پیوسته (کربن، شیشه و آرامید) مورد توجه بسیاری از محققین بوده است. با توجه به ذات فرآیندهای ساخت افزایشی که قطعه را به صورت لایه لایه تولید می کنند، در اکثر تحقیقات صورت گرفته الیاف پیوسته در یک سطح صاف لایه نشانی می شوند. در مواردی هم که الیاف بر روی سطوح منحنی لایه نشانی می شوند از ربات هایی با درجات آزادی بالا استفاده شده است. در این پژوهش روشی برای لایه نشانی الیاف پیوسته شیشه بر روی سطح منحنی ارائه می گردد. این روش بر روی چاپگرهای ساده و ارزان قیمت پیاده سازی می شود. روش ارائه شده مبتنی بر اصلاح جی کد، ایجاد یک محور دورانی برای نازل، به کارگیری و استفاده از تکنیک های طراحی و ساخت به کمک رایانه است. در نهایت با اسکن سه بعدی قطعه چاپ شده و مقایسه آن با مدل سه بعدی میزان انحراف و تلورانس فرم سطحی تعیین می گردد. نتایج تجربی حاصل، حاکی از کارایی روش ارائه شده برای لایه نشانی الیاف پیوسته بر روی سطوح منحنی است. با سیستم ارائه شده الیاف پیوسته با روش آغشته سازی هم زمان بر روی یک سطح که متشکل از مسیرهایی با درجه انحنای مختلف است لایه نشانی می شوند. نتایج حاصل از مقایسه نمونه اسکن شده با نمونه چاپ شده نشان می دهد که حداکثر میزان انحراف حاصل شده 0.1 میلی متر است. این میزان خطا با توجه به ماهیت انقباض و اعوجاج مواد پلیمری گرمانرم در فرآیندهای شکل دهی با توجه به استاندارد DIN 16901 قابل قبول است.کلید واژگان: چاپگر سه بعدی, فرآیند لایه نشانی ذوبی, الیاف پیوسته شیشه, سطوح منحنی, پلیمرهای گرمانرم, کامپوزیت}Improving the mechanical properties of the 3D printed parts by a 3D printer based on fused filament fabrication by continuous fibers (carbon, glass, and aramid) has been the focus of many researchers. Due to the nature of additive manufacturing processes that produce the parts layer by layer, in most of the research, continuous fibers are layered on a 2D surface. Robots with high degrees of freedom have been used in cases where fibers are placed on curved surfaces. In this research, a method for deposition of the continuous glass fibers on a curved surface is presented. This method is implemented on a simple and cheap 3D printer. The presented method is based on modifying the G-code, creating a rotating axis for the nozzle, and applying and using computer-aided design and manufacturing techniques. Finally, by 3D scanning of the printed sample and comparing it with the 3D model, the amount of deviation and tolerance of the surface form is determined. The obtained experimental results indicate the effectiveness of the presented method for the deposition of continuous fibers on curved surfaces. With the presented system, continuous fibers are deposited on a curved surface that consists of paths with different degrees of curvature, by simultaneous impregnation of fiber and polymer. Comparing the scanned sample with the printed sample shows that the maximum deviation is 0.1 mm. This error is acceptable due to the nature of shrinkage and distortion of thermoplastic polymer materials in forming processes according to the DIN 16901 standard.Keywords: 3D Printer, Fused Filament Fabrication, Continuous Glass Fibers, Curved Surfaces, Thermoplastic Polymers, Composite}
-
امروزه در اکثر سازه های هوایی و صنایع دیگر از پانل های ساندویچی به عنوان سازه های باربر سبک استفاده می شود. سطوح صاف و یکنواخت و مقاومت عالی آن در مقابل خستگی، وزن پایین و جذب انرژی خوب آن از ویژگی های پانل های لانه زنبوری است. در این مقاله به بررسی جذب انرژی و استحکام پانل های ساندویچ با رویه کامپوزیتی و استفاده از لایه الاستومر به عنوان لایه بین رویه کامپوزیتی و هسته لانه زنبوری آلومینیومی 5052، تحت بارگذاری پانچ شبه استاتیک، با استفاده از دو سنبه با مقطع مسطح و کروی، به صورت تجربی پرداخته شده است. حالت های خرابی در این آزمون شامل چروک شدن صفحه، جدا شدن لایه چسب بین صفحه و هسته، پارگی صفحه، خرد کردن هسته پانل ساندویچی خارج از صفحه، خم شدن مغزی پانل ساندویچی درون صفحه، پارگی مغزی پانل ساندویچی، طبقه بندی می شوند. با بررسی نتایج تجربی آزمون نفوذ سنبه مشخص گردید که استحکام و جذب انرژی ساندویچ پانل با استفاده از لایه الاستومر 20 درصد افزایش پیدا کرده و انسجام و چسبندگی رویه ساندویچ پانل به هسته بسیار بهبود پیدا کرده است. با استفاده از لایه الاستومر، در آزمون خمش سه نقطه ای میزان جابجایی نمونه تا رسیدن به نیروی شکست سازه 8.7 برابر افزایش پیدا کرده است.کلید واژگان: الاستومر, جذب انرژی, ساندویچ پانل, کامپوزیت}Nowadays, sandwich panels are used as light load-bearing structures in most aerospace structures and other industries. Smooth and uniform surfaces, excellent resistance to fatigue, low weight, and good energy absorption are the characteristics of honeycomb panels. In this article, to investigate the energy absorption and strength of sandwich panels with composite skin and the use of an elastomer layer as a layer between the composite skin and aluminum honeycomb core 5052 under quasi-static punch loading, using two mandrels with flat and spherical cross-section. The experimental form has been discussed. The failure modes in this test include wrinkling of the skin, separation of the adhesive layer between the plate and the core, tearing of the plate, crushing of the core of the sandwich panel outside the plate, bending of the core of the sandwich panel inside the plate, rupture of the core of the sandwich panel are classified. By examining the experimental results of the mandrel penetration test, it was determined that the strength and energy absorption of the sandwich panel increased by 20% using the elastomer layer, and the cohesion and adhesion of the skin of the sandwich panel to the core was greatly improved. Using the elastomer layer, in the three-point bending test, the displacement of the sample increased by 8.7 times until reaching the breaking force of the structure.Keywords: Elastomer, Energy Absorption, Sandwich Panel, Composite}
-
در این پژوهش ساخت نمونه های تقویت شده با سیم فلزی به عنوان جزء پیوسته تقویت کننده و همچنین محرک حافظ شکلی، در فرآیند ساخت افزایشی لایه نشانی مذاب (FDM) چاپ شد. مواد حافظ شکلی زیر مجموعه ی مهمی از مواد هوشمند هستند که شکل اصلی خود را به خاطر سپرده و پس از اعمال تغییر شکل در پاسخ به یک محرک خاص مانند گرما، مغناطیس، الکتریسیته، رطوبت و غیره، شکل اصلی خورد را بازیابی می کنند. محرک های مواد حافظ شکلی به دو دسته کلی مستقیم و غیر مستقیم دسته بندی می شوند. تحریک مستقیم این مواد جهت بازیابی شکلی در برخی موارد ممکن نبوده و معرفی راهکارهایی جهت افزودن قابلیت تحریک غیر مستقیم به این مواد می تواند دامنه کاربرد این مواد را افزایش دهد. در این پژوهش سیم فلزی کروم-نیکل به عنوان عامل تقویت کننده جهت بهبود خواص مکانیکی و همچنین افزودن قابلیت تحریک غیر مستقیم مواد با اعمال اختلاف پتانسیل با استفاده از روش آغشته سازی هم زمان در فرآیند FDM استفاده شده است. افزودن الیاف پیوسته به روش آغشته سازی همزمان در حین چاپ قطعات، افزایش چشم گیر خواص مکانیکی نمونه های پلیمری را به همراه دارد. مطابق نتایج به دست آمده برای سیم فلزی با قطر 0/15 میلی متری مقدار افزایش استحکام کششی برای نمونه های 5 و 10 درصدی به ترتیب برابر با 63 و 134 درصد بوده است. مقدار افزایش استحکام خمشی برای نمونه های تقویت شده با 5 و 10 درصد سیم فلزی به ترتیب برابر با 10 و 105 درصد بوده است.
کلید واژگان: ساخت افزایشی, لایه نشانی مذاب, سیم پیوسته فلزی, خواص مکانیکی, کامپوزیت}In this study, samples reinforced with continuous metal wire as both a reinforcing component and a shape memory actuator were printed via the Fused Deposition Modeling (FDM) additive manufacturing method. Shape memory materials are a significant subset of smart materials that can recover their original shape in response to a specific stimulus such as heat, magnetism, electricity, moisture, etc. The stimuli for shape memory materials are generally classified into two main categories: direct and indirect. In some cases, direct stimulation may not be possible for shape recovery, and introducing solutions for adding indirect stimulation capability to these materials can expand their application range. In this study, the chromium-nickel metal wire was used as a reinforcing agent to improve the mechanical properties and introduce indirect stimulation capability to the materials by applying voltage simultaneously using the in-situ impregnation method in the FDM process. Adding continuous fibers through the in-situ impregnation method during the printing of parts significantly enhances the mechanical properties of polymeric samples. According to the obtained results for a 0.15 mm diameter metal wire, the increase in tensile strength for 5% and 10% reinforced samples was 63% and 134%, respectively. The increase in flexural strength for samples reinforced with 5% and 10% metal wire was 10% and 105%, respectively.
Keywords: Additive Manufacturing, Fused Deposition Modeling, Continuous Metal Wire, Mechanical Properties, Composites} -
فرآیند اصطکاکی-اغتشاشی یکی از فرآیندهای نوین در تولید کامپوزیت های زمینه فلزی می باشد. انتخاب پارامترهای مناسب جهت توزیع یکنواخت ذرات در این فرایند امری حیاتی است. یکی از پارامترهای مهم در این فرایند تعداد پاس فرایند و تغییر جهت دوران ابزار در بین پاس های فرایند می باشد. در این مطالعه به بررسی اثر تعداد پاس و تغییر جهت دوران ابزار بر توزیع ذرات سیلیسیم کاربید در آلومینیوم 6061 پرداخته شده است. آلومینیوم 6061 یکی از آلیاژهای آلومینیوم با قابلیت رسوب سختی است که منیزیم و سیلیسیم عناصر اصلی آن را تشکیل می دهند. ابتدا نمونه هایی با استفاده از یک، دو و چهار پاس فرایند، با و بدون تغییر جهت دوران ابزار در بین پاس های فرایند تولید می شوند. سپس با استفاده از عکس های ماکرو و میکروسکوپی نحوه توزیع ذرات در فلز پایه مورد مطالعه قرار می گیرد. نتایج نشان داد تعداد پاس فرایند و تغییر جهت دوران ابزار، تاثیر چشم گیری در توزیع یکنواخت ذرات دارد.کلید واژگان: فرایند اصطکاکی-اغتشاشی, تعداد پاس, ذرات تقویت کننده, کامپوزیت}The friction stirring process is one of the new processes in the production of metal matrix composites. Choosing the right parameters for the uniform distribution of particles in this process is vital. One of the important parameters in this process is the number of processes passes and the change in the direction of the tool rotation between the process passes. In this study, the effect of the number of passes and the change in the tool rotation direction on the distribution of SIC particles in aluminum 6061 has been investigated. Aluminum 6061 is one of the hard deposit able aluminum alloys, in which magnesium and silicon are the main elements. First, samples are produced using one, two, and four process passes, with and without changing the tool rotation direction between the process passes. Then, the distribution of particles in the base metal is studied using macro- and microscopic photographs. The results showed that the number of processes passes and the change in the tool rotation direction have a significant effect on the uniform distribution of particles.Keywords: FSP, Number of Passes, Reinforcing particles, Composite}
-
در کار حاضر، اثر آلیاژهای هوشمند حافظ شکل بر کمانش و پس کمانش حرارتی پانل کامپوزیتی مونوکلینیک و تک جهته مورد بررسی قرار می گیرد. فشار آیرودینامیکی وارد شده بر سیستم با استفاده از روش تیوری پیستون مدلسازی و همچنین اثر گرمایش حرارتی برای جریان های مافوق صوت از روش دمای مرجع تخمین زده می شود. رفتار پانل به صورت غیرخطی، با تغییر شکل های بزرگ و بر اساس تیوری فون کارمن مدل سازی می گردد. نتایج بدست آمده نشان می دهد آلیاژ حافظ شکل می تواند دمای بحرانی کمانش حرارتی را افزایش دهد. در این مقاله، تاثیر چینش لایه های کامپوزیتی در بالا بردن دمای کمانش حرارتی نیز مورد مطالعه قرار می گیرد. نتایج بدست آمده نشان می دهد به واسطه ی استفاده از آلیاژ حافظ شکل، مقدار خیز پس کمانش حرارتی تا حدود زیادی کاسته می شود و در اختلاف دماهای بالاتر، میزان کاهش خیز پانل، افزایش می یابد.
کلید واژگان: کمانش حرارتی, پس کمانش, تئوری لایه یی کامل, تئوری گرمایش حرارتی, آلیاژ حافظ شکل, کامپوزیت}In the present work, the effect of smart shape-memory alloys on thermal buckling and post-buckling of monoclinic and unidirectional composite panels has been investigated. The aerodynamic pressure applied to the system was modeled using the piston theory method. The effect of thermal heating for ultrasonic flows was also estimated from the reference temperature method. The panel is modeled nonlinearly with large deformations based on Van Karmen's theory. The obtained results show that the shape-memory alloy was able to increase the critical temperature of thermal buckling. The effect of the arrangement of composite layers on increasing the thermal buckling temperature was also studied. The results show that the amount of thermal deflection is greatly reduced due to the use of this alloy. Also, in the higher temperature differences, the rate of reduction of the panel increases. In this work, the effects of thermal stress on buckling and thermal buckling in a rectangular composite panel with hinge-hinge boundary conditions were investigated. Also, the effect of shape retention alloy in controlling these two phenomena has been studied. The shape memory alloy wire was placed in martensitic mode to apply a compressive force to the panel to control the heating and aerodynamic forces after changing the phase to austenite. The governing equations of the system were extracted through the layer theory method to show the effects of in-plane displacements better. Investigations on the effect of different layers (symmetry effects and arrangement angle of composite sheets) were performed to investigate thermal buckling. According to the obtained results, the layer arrangement of plates (0.90 / 0.90), (-45.45), (30/60), and (0.90 / 90.0), respectively, had the greatest effect on raising the critical temperature of thermal buckling in dimensional ratios equal to or greater than one. This shows that the symmetry of the arrangements has a greater effect than the angle of the arrangements. Examining the buckling diagrams for the effect of a shape memory alloy, it can be concluded that by placing this alloy in the composite panel, in addition to raising the buckling temperature, this alloy has a greater effect on displacement control by increasing the temperature after the critical buckling temperature.
Keywords: Shape memory alloys, Composite, supersonic flow, Thermal buckling, thermal Post-Buckling} -
لایه نشانی مذاب یک فناوری نوظهور برای تولید قطعات با انعطاف بالا در طراحی میباشد. با توجه به استحکام پایین قطعات تولیدی با فیلامنت PLA، استفاده از کامپوزیت های تقویت شده با الیاف پیوسته کربن میتواند این نقیصه را برطرف کند و باعث افزایش مشخصات مکانیکی قطعات تولیدی فوق گردد. لذا نسبت به طراحی و ساخت یک نمونه دستگاه فیلامنتساز با توانایی تولید فیلامنت الیاف پیوسته با ساختار فیلامنت پلیمری (PLA) و الیاف تقویت کننده کربنی اقدام شده است. جهت به کارگیری مطلوب محصول تولیدشده (فیلامنت کربن-PLA)، تاثیر تجربی اثر دمای ذوب فیلامنت پلیمری و نیز سرعت جمعآوری فیلامنت بر مقاومت برش سطحی محصول تولیدشده توسط این دستگاه بررسی گردید. در این پژوهش عواملی مانند زبری سطح الیاف، میزان آغشتگی بین الیاف و ماتریس، تاثیر دمای واحد آغشتهسازی و نیز سرعت خروج فیلامنت از دستگاه موردبررسی و ارزیابی قرارگرفته است. نتایج بررسیهای انجام شده توسط تصاویر میکروسکوپ الکترونی بر روی نمونهها، موید افزایش نسبی زبری سطح الیاف در مرحله ی آماده سازی الیاف با استفاده از اسید استیک و کیفیت بالای آغشتگی الیاف کربن به وسیله مذاب PLA بوده است. همچنین با بهرهگیری از طراحی آزمایش به روش تاگوچی، اقدام به تولید فیلامنت کرده و سپس نمونه های تولیدی در آزمایشگاه مورد ارزیابی قرارگرفته اند. با بررسی نتایج آزمایشگاهی از بین حالات در نظر گرفته شده توسط روش تاگوچی، بهترین دمای ذوب، دمای 190 درجه سانتی گراد و بهترین سرعت جمعآوری، سرعت 1 دور در دقیقه به دست آمده است.
کلید واژگان: کامپوزیت, دمای اکسترودر, مقاومت برش سطحی, سرعت جمع آوری فیلامنت, الیاف پیوسته کامپوزیتی}In order to produce and design parts with high adaptive, 3D printing is a novelty technology. In considering to low hardness of produced parts with PLA filament, using consolidated composite materials with carbon continues fiber, could resolve this problem and increase mechanical characteristic of mentioned produced parts. Base on defense industrial equipment’s, included aerospace industrial, in UAV production procedure, and in order to improve the efficiency of production and quality of produces, employing the 3D printing devices with ability of using the consolidated filament with continues fiber, are needed. So according to the requirement of using consolidated filament with continues fiber, designing a filament-maker device with continues fiber filament with polymer filament structure and carbon consolidator fiber production ability, had started. In order to all right using of the PLA, polymer filament melt experimental effects and extruder device velocity on produced filament surface cut endurance, is analyzed. In this study, 3K carbon fiber is used and factors such as fiber surface coarseness impregnate between fiber and matrix, impregnator temperature effective and filament output velocity are estimated. The results of this study that seen by electronic microscope images shows the coarseness incising of fiber surface in preparation step of fiber and high-quality carbon fiber impregnate by PLA molten. Besides, by means of TAGOCHI examination design method, filament is produced and samples are tested. With TAGOCHI analysis of results, the best melt temperature is 190 centigrade and the best accumulating velocity is 1 RPM.
Keywords: Composite, Extruder temperature, Interfacial shear strength, Filament collection speed, Composite continuous fibers} -
پوسته ناسل و دماغه اغلب توربین های بادی مگاواتی از جنس ورق های کامپوزیتی می باشد. با توجه به شکل و هندسه های مختلف و همچنین ابعاد بزرگ این قطعه، امکان ساخت یکپارچه پوسته ناسل توربین بادی وجود ندارد. از اینرو، این قطعات از تکه های متعددی تشکیل شده است که بنا به نیاز مکرر توربین بادی به تعمیر و نگهداری در طول عمر بیست ساله خود، این قطعات باید توسط اتصالات غیر دائم مکانیکی همچون پیچ و مهره به یکدیگر متصل شوند. از اینرو با توجه به اهمیت موضوع، شناختن تمام پارامترهای اثر گذار و موثر بر اتصالات کامپوزیتی از اهمیت بسزایی برخوردار است. یکی از مهم ترین پارامترهای طراحی اتصالات پیچی، میزان پیش بار پیچ و انتخاب شماره پیچ می باشد. با توجه به جنس ورق های دو طرف اتصال در پوسته ناسل، امکان افزایش بی مهابای پیش بار وجود ندارد. چرا که خود این موضوع می تواند منجر به آسیب هایی به ورق های کامپوزیتی گردد. از اینرو در این مقاله، در ابتدا تاثیر پیش بار پیچ و یا گشتاور سفت کردن پیچ در اتصالات کامپوزیتی، به روش تجربی مورد ارزیابی قرار گرفته است. برای این منظور نمونه های یکسانی با گشتاورهای سفت کنندگی پیچ 2، 10، 20، 30، 40 و 50 نیوتن بر متر ساخته و تحت آزمون کشش قرار گرفته است. در ادامه، پس از تعیین بهینه ترین نیروی پیش بار، برای یافتن بهترین حالت چیدمان پیچ ها، 4 نوع چیدمان مختلف نیز مورد آزمون تجربی قرار گرفت. و درنهایت با بررسی جوانب مختلف، بهترین چیدمان برای اتصال بخش های مختلف پوسته ناسل و دماغه در بارهای کششی که بار غالب در پوسته ناسل طراحی شده می باشد، تعیین گردید.
کلید واژگان: کامپوزیت, اتصالات پیچی, پیش بار, چیدمان اتصال, توربین بادی, پوسته ناسل}The nacelle cover and nose cones of most megawatt wind turbines are made of composite sheets. Due to the complex shapes, geometries, and large dimensions of these components, they are composed of several parts that must be assembled using non-permanent mechanical joints, such as bolts. Therefore, it is very important to consider all the effective parameters that affect composite joints. One of the most critical design parameters for bolt connections is the amount of bolt preload or tightening torque. However, increasing the preload without caution is not feasible due to the composite material present on both sides of the joint, as this can potentially damage the composite sheets. As a result, this paper aims to evaluate experimentally the effect of bolt preload or tightening torque on composite joints. To achieve this, identical specimens were fabricated, each with a different bolt tightening torque ranging from 2 Nm to 50 Nm. These specimens were then subjected to a tensile load. After determining the optimal preload force, four different types of arrangements were experimentally tested to find the best bolt arrangement. Finally, by examining various aspects, the best arrangement for connecting different parts of the nacelle cover and nose cone was determined.
Keywords: Composite Joints, Preload, Bolt Arrangement, Wind Turbine, Nacelle Cover} -
در پژوهش حاضر به بررسی امکان سنجی تاثیر پارامترهای سیم های مختلف فلزی به عنوان تقویت کننده در هسته های فومی ساندویچ پانل ها، جهت بهبود خواص خمشی پرداخته شده است. در این راستا سه پارامتر تعداد سیم ها (در مقیاس 1، 2و 3 عدد سیم)، جنس سیم (آلومینیومی، آهنی و فولادی) و قطر آن ها (75/0، 1 و 5/1 میلی متر) به عنوان پارامتر تاثیرگذار ورودی و استحکام خمشی، مدول و استحکام به وزن سازه به عنوان پارامترهای خروجی طراحی آزمایش انتخاب شده اند. به منظور ارزیابی پارامترها پس از صحه گذاری بر مدل عددی با استفاده از نمونه اولیه ی ساخته شده، اقدام به طراحی آزمایش توسط نرم افزار مینی تب (روش تاگوچی) و انجام شبیه سازی آزمون های پیشنهادی توسط نرم افزار آباکوس شده است. درنهایت پس از واردکردن اطلاعات به دست آمده از شبیه سازی در نرم افزار مینی تب، نمونه بهینه یابی شده انتخاب، ساخته و با نمونه تولیدشده ی بدون تقویت کننده سیمی مقایسه شده است. نتایج نشان داد که نمونه بهینه با اولویت استحکام به وزن شامل سه عدد سیم در هر طرف، جنس سیم فولادی و قطر یک میلی متر می باشد. همچنین با افزایش تعداد و قطر سیم ها استحکام بالاتر رفته اما در بررسی استحکام به وزن نمونه این رابطه همیشه صحیح نیست. افزایش خواص سیم مورد استفاده باعث افزایش استحکام کلی پانل ساندویچی می شود. در نهایت نتایج نشان داد استحکام خمشی ساندویچ پانل تقویت شده با سه عدد سیم فولادی حدود 43 درصد، مدول خمشی حدود 80 درصد، استحکام خمشی ویژه به مقدار 21 درصد و مدول خمشی ویژه 54 درصد افزایش می یابد.
کلید واژگان: کامپوزیت, سازه های ساندویچی, پنل های ساندویچی, تقویت هسته فومی, تقویت کننده فلزی}In this research, the influence of the parameters of metallic wires in the foam cores of sandwich panels as a reinforcement to improve the bending properties of sandwich panels has been investigated. In this regard, the three parameters including the number of wires (on a scale of 1, 2, and 3 wires), wire material (aluminum, iron, and steel) and their diameter (0.75, 1, and 1.5 mm) as the effective input parameters and specific bending strength and modulus of the structure have been selected as the output parameters of the design of experiment. In order to evaluate the parameters after validating the numerical model using the built prototype, an experiment has been designed using the Mini Tab software (Taguchi method) and simulation of the proposed tests has been carried out using the Abaqus software.The results showed that the optimal sample with priority of strength to weight includes three steel wires on each side, with the diameter of one millimeter. Also, with the increase in the number and diameter of the wires, the strength has increased, but this relationship is not always correct when assessing the strength to the weight of the sample. Increasing the mechanical properties of the wire increases the overall strength of the structure, so that the bending strength of the sandwich panel reinforced with three steel wires rises by about 43%, the bending modulus by about 80%, the specific strength by weight by 21%, and the special bending modulus by about 54%.
Keywords: Composites, Sandwich panel, Foam core, metallic reinforcement} -
فلنچ ها قطعاتی هستند که، امکان اتصال، تغییر راستا و دسترسی به منظور تعمیرات و بازرسی را در بین قطعات بزرگ و اصلی تجهیزات و سازه ها فراهم می کنند. در این تحقیق با توجه به اهمیت، حداکثر سبک سازی در کنار حفظ استحکام قطعات در سازه های هوایی، فلنچ و پوسته هایی کامپوزیتی ساخته شد که در سازه های هوایی نظیر راکت های شتاب دهنده و موشک های ماهواره بر، وظیفه ی اتصال قسمت ها و پوسته های بزرگ سازه را برعهده دارند. جنس فلنچ های مورد استفاده در این سازه ها، در سبک ترین حالت، آلومینیوم بوده است. در این تحقیق با هدف سبک سازی هرچه بیشتر، با روش رشته پیچی، تعداد 4 عدد فلنچ و 4 عدد پوسته کامپوزیتی در 2 مجموعه ساخته شد، که هر مجموعه شامل 2 فلنچ و2 پوسته می باشد. پس از اتصال فلنچ ها و پوسته ها به همدیگر، بر روی آنها تست های تجربی مودال و کشش انجام شده است. همچنین شبیه سازی عددی تست مودال و کشش، با نرم افزار انسیس، انجام پذیرفت. ارزیابی نتایج حاصل از تست ها و تحلیل عددی بر روی قطعات ساخته شده، مبین فرکانس ویژه بالای کامپوزیت نسبت به وزن، در مقایسه با نوع فولادی و آلومینیومی (در فرکانسهای پایین) می باشد. همچنین عامل تورق در تیغه ی فلنچ کامپوزیتی، بیشتر از شکست ماتریس و الیاف، در افزایش طول سازه بر اثر نیروی کشش تاثیر داشته است.کلید واژگان: کامپوزیت, فلنج, رشته پیچی, آنالیز مودال, تست کشش}Flanges are parts that provide the possibility of connection, change of direction, access for repairs and inspection between large and main parts of equipment and structures. In this research, due to the importance of maximum lightening while maintaining the strength of parts in aerospace structures, composite flanges and shells were made, which are used in aeronautical structures such as bossting rockets and satellite carriers. They are responsible for connecting the parts and large shells of the structure. The material of the flanges used in these structures is aluminum in the lightest state, and in this research, with the aim of lightening as much as possible, 4 flanges and 4 shells were made in 2 sets, each set includes 2 flanges and 2 shells. After connecting the flanges and shells to each other, experimental modal analysis and tensile tests were performed. Also numerical simulation of the modal and tensile test was performed with ANSYS software. The results of experimental tests and numerical analysis on the manufactured parts show that the specific frequency of the composite flange is higher than that of the steel and aluminum flange (in low frequency range). Also, the delamination factor in the composite flange blade has more effect on increasing the length of the structure due to the tensile force, rather than the failure of the matrix and fibers.Keywords: Composite, flange, Modal Analysis, Tensile test, Filamet winding}
-
در این پژوهش، جذب انرژی در سازه ساندویچ پنل با هسته لانه زنبوری و پوسته از جنس کامپوزیت شیشه-اپوکسی چند لایه، آلومینیم و پارچه های شیشه ای دوبعدی آغشته به سیال غلیظ شونده برشی تحت بارگذاری ضربه سرعت پایین مورد بررسی قرار گرفته است. برای ساخت سیال غلیظ شونده برشی از پلی اتیلن گلایکول 400 و سیلیکای دوده شده آب دوست با ابعاد نانومتری استفاده شده و سپس برای صحت سنجی از خواص ریولوژی سیال از دستگاه ریومتر استفاده شده است. آزمایش در دو ارتفاع 100 و 500 میلی متری با دستگاه سقوط وزنه انجام شده است. هسته لانه زنبوری ساندویچ پنل یک بار با سیال غلیظ شونده برشی پر شده و بار دیگر خالی از سیال غلیظ شونده برشی مورد برسی قرار گرفته است. نتایج آزمایش ریولوژی نشان دهنده آن است که با افزایش نرخ برش مقدار ویسکوزیته افزایش پیدا می کند. نتایج آزمایش ضربه نشان دهنده افزایش میزان جذب انرژی در سازه ساندویچ پنل های پر شده با سیال غلیظ شونده برشی نسبت به ساندویچ پنل های تو خالی می باشد. در ارتفاع سقوط 500 میلی متری جذب انرژی ویژه در سازه ساندویچ پنل با جنس پوسته از پارچه آغشته به سیال غلیظ شونده برشی نسبت ساندویچ پنل با جنس پوسته از آلومینیم و کامپوزیت به ترتیب 27/93 و 9/47 درصد افزایش یافته و جذب انرژی در ساندویچ پنل با جنس پوسته از کامپوزیت نسبت به ساندویچ پنل با جنس پوسته از آلومینیم 16/86 درصد افزایش یافته است.
کلید واژگان: جذب انرژی, ساندویچ پنل, سیال غلیظ شونده برشی, کامپوزیت}In this research, energy absorption in sandwich panel structures with honeycomb core and skin made of glass-epoxy multi-layer composite, aluminum, and two-dimensional glass fabrics impregnated with shear-thickening fluid under low-velocity impact loading has been investigated. Polyethylene glycol 400 and hydrophilic fumed silica with nanometer dimensions were used to make the shear thickening fluid, and then a rheometer was used to verify the rheological properties of the fluid. The test was carried out at two heights of 100 and 500 mm with a drop weight device. The sandwich panel honeycomb core has been tested once filled with shear thickening fluid and again empty of shear thickening fluid. The results of the rheology test show that the viscosity value increases with the increase of the shear rate. The impact test results show an increase in energy absorption in the structure of sandwich panels filled with shear thickening fluid compared to empty sandwich panels. At the drop height of 500 mm, the absorption of specific energy in the sandwich panel structure with a skin made of two-dimensional glass fabrics impregnated with shear thickening fluid, the ratio of sandwich panel with a skin made of aluminum and composite increased by 27.93, and 9.47%, respectively, and energy absorption in The sandwich panel with composite skin has increased by 16.86% compared to the sandwich panel with aluminum skin.
Keywords: Energy absorption, Sandwich panel, Shear thickening fluid, Composite} -
کامپوزیت ها رده ای از مواد پیشرفته هستند که در آن ها از ترکیب مواد ساده به منظور ایجاد موادی جدید با خواص مکانیکی و فیزیکی برتر استفاده شده است. اجزای تشکیل دهنده ویژگی خود را حفظ کرده، در یکدیگر حل نشده و با هم ممزوج نمی شوند. استفاده از کامپوزیت ها در شناورها مزایای متعددی چون کاهش وزن، بهبود خواص راداری و مغناطیسی، مقاومت در برابر خوردگی شیمیایی و خوردگی مکانیکی و خستگی، جذب ارتعاش و نویز، نسبت استحکام به وزن بالا، مقاومت خوب در برابر شوک های زیرآب را دارد. جایگزین کردن اجزای فولادی با اجزای کامپوزیت می تواند 60 تا 80 درصد صرفه جویی در وزن جزء و 20 تا 50 درصد صرفه جویی در وزن با تعویض قطعات آلومینیومی و کامپوزیتی شود. در این تحقیق، اتصالات پینی مورد استفاده در تجهیزات دریایی کامپوزیتی در چندلایه مرکب تک جهته از جنس الیاف شیشه و اپوکسی مورد بررسی قرار گرفتند. به این منظور مدلی برای مسئله در نظر گرفته شد و پارامترهای نسبت فاصله مرکز پین از لبه آزاد چندلایه به قطر پین (w/d) و نسبت عرض چندلایه به قطر پین (e/d) به عنوان متغیرهای مسئله تعریف گردید. سپس برای بدست آوردن نیروی گسیختگی و مود گسیختگی، نمونه ها تحت بارگذاری کششی قرار گرفتند. نتایج نشان داد که حداکثر تحمل نیرو و مود گسیختگی به طور چشمگیری تحت تاثیر پارامترهای w/d و e/d بوده و با افزایش نسبت w/d حد تحمل نیرو نیز افزایش یافته و مود گسیختگی از حالت برشی به حالت لهیدگی تغییر می یابد و برای هر نسبت e/d، حد بهینه ای برای مقدار w/d وجود دارد.
کلید واژگان: کامپوزیت, شناور, الیاف شیشه, اپوکسی, گسیختگی, کشش, برش, لهیدگی}Composites are a class of advanced materials in which simple material combinations are used to create new materials with superior mechanical and physical properties. The use of composites in vessels has several advantages such as weight loss, improvement of radar and magnetic properties, resistance to chemical corrosion and mechanical corrosion and fatigue, vibration absorption and noise, high strength-to-weight ratio, good resistance to underwater shocks. Replacing steel components with composite components can save 60 to 80 percent on component weight and 20 to 50 percent weight savings by replacing aluminum and composite components. In this study, the pin joints used in marine composite equipment were investigated in multilayer monodirectional composite made of glass and epoxy fibers. For this purpose, a model was considered for the problem and the parameters of the center of the pin from the free edge of the multilayer to the pin diameter (w/d) and the ratio of multilayer width to pin diameter (e/d) were defined as the variables of the problem. Then, to obtain the rupture force and rupture mode, the samples were subjected to tensile loading. The results showed that the maximum force tolerance and rupture mode were significantly affected by w/d and e/d parameters and with increasing the w/d ratio, the force tolerant increased and the mode of the rupture changed from shear to the mode of shear to the crush mode, and for each e/d ratio, there is an optimal limit for w/d.
Keywords: Composite, Floating, Glass Fiber, Epoxy, Rupture, Stretching, Cutting, Crush} -
استفاده از روش های متداول چسبی در اتصال فلز به کامپوزیت، منجر به ایجاد اتصالات ضعیف می گردد که با کمترین بار دچار جدایش می شود. هدف از پژوهش حاضر بررسی میزان افزایش استحکام کششی اتصال فلز آلومینیوم به کامپوزیت با الیاف شیشه و رزین اپوکسی به روش ترکیبی جدید (کاملد) که مزایای هر دو روش چسبی و مکانیکی (پینی) را شامل می شود، می باشد. در این روش از پین هایی که در سازه جا زده شده اند، به عنوان واسط و به منظور انتقال بار استفاده شده و هدف بررسی میزان تغییرات استحکام با انواع پین های واسط مختلف می باشد. لذا پین ها در زمان لایه چینی الیاف کامپوزیت، از میان آن ها عبور داده شده و سپس فرایند پخت تکمیل گشته است. از این رو بخشی از سازه فلزی در میان تار و پود کامپوزیت رسوخ کرده و انتظار می رود استحکام افزایش یابد. چهار مدل اتصال بدون پین (چسبی خالص)، پین با قطر 2/1 میلی متر، پین با قطر 6/1 میلی متر و پین کلگی دار با قطر 2/1 میلی متر مورد ارزیابی قرار گرفته و نتایج استحکام اتصال ها با یکدیگر مقایسه شده اند. نتایج تست کشش نشان داده است که این نوع اتصال، افزایش استحکام قابل توجهی نسبت به نمونه بدون پین داشته و در سه نوع اتصال با ویژگی های مختلف بیان شده، به ترتیب 335%، 609% و 421% افزایش استحکام مشاهده شده است. همچنین شکست در نمونه های پین دار به صورت تدریجی و در نمونه بدون پین به طور ناگهانی اتفاق افتاده است.
کلید واژگان: کاملد, کامپوزیت, اتصال ترکیبی, اتصال فلز به کامپوزیت, استحکام کششی}The use of common adhesive methods in metal-composite bonding leads to weak joints that are separated with the least load. The purpose of this research is to investigate the increase in the tensile strength of aluminum metal to glass fibers reinforced with epoxy resin using a new combined method that includes the advantages of both adhesive and mechanical (pinning) methods. In this method, the pins embedded in the structure are used as an interface for load transfer, and the aim is to investigate the amount of strength changes with different types of interface pins. Therefore, the pins are passed through them during the layering of composite fibers and then the curing process is completed. Therefore, a part of the metal structure has penetrated between the warp and weft of the composite and it is expected that the strength will increase. Four connection models without pin (pure adhesive), pin with a diameter of 1.2 mm, pin with a diameter of 1.6 mm and pin with a claw with a diameter of 1.2 mm have been evaluated and the results of the strength of the connections have been compared. Tensile test results have shown that this type of connection has a significant increase in strength compared to the sample without pins, and in three types of connections with different characteristics, 335%, 609%, and 421% increase in strength has been observed, respectively. Also, failure occurred gradually in samples with pins and suddenly in samples without pins.
Keywords: Comeld, Composite, Hybrid joint, Metal-Composite joint, Tensile strength} -
در این مقاله ارتعاشات آزاد ورق ساندویچی با رویه هیبرید فلز/کامپوزیت تقویت شده با الیاف کربن و شیشه و هسته نرم دارای تکیه گاه ساده مورد بررسی قرار گرفته است. برای استخراج معادلات حاکم، از تیوری مرتبه بالای چندلایه و اصل همیلتون برای ورق ساندویچی مستطیلی با رویه هیبرید فلز/کامپوزیت و با فرض اتصال کامل رویه به هسته نرم و همچنین با فرض جابه جایی خطی استفاده شده است. پس از مقایسه و تصدیق نتایج تحقیق حاضر با نتایج تحقیقات مشابه موجود و اطمینان از صحت معادلات استخراج شده، اثرات حجم موثر لایه فلز و کامپوزیت با لایه چینی زاویه ای، پارامترهای هندسی نسبت طول به ضخامت و ضخامت هسته به رویه، طول به عرض و لایه چینی (90و0) و (45و45-) برای دو جنس الیاف شیشه و کربن هیبریدشده با آلومینیوم AL 2024 T3 مورد بررسی قرار گرفت. نتایج ارتعاشات آزاد نشان داد، هیبرید کربن/آلومینیوم در نسبت حجم موثر کامپوزیت (Vc) برابر با 5/0، بیشترین مقدار فرکانس طبیعی را در لایه چینی AL/-45/45/core/45/-45/AL در پنج مود اول داشته است و همچنین با افزایش ضخامت هسته به رویه و نسبت طول به ضخامت کل، اثر لایه آلومینیوم کاهش می یابد.
کلید واژگان: ساندویچ پانل, هیبرید فلز, کامپوزیت, تئوری مرتبه بالای چندلایه, لایه چینی زاویه ای, حجم موثر کامپوزیت}This paper investigates the free vibrations of a sandwich panel with metal/composite hybrid face sheets reinforced with carbon and glass fibers and a soft core with simply-support boundary conditions. To derive the governing equations, with third shear deformation theory (TSDT) of multilayers and Hamilton's principle have been used for a rectangular sandwich panel with a metal/composite hybrid top and bottom face sheets. It is assumed full connection of the face sheets to the softcore and linear displacement. After comparing the results of the present research with similar and ensuring the correctness of the extracted equations, the parameters effective, volume fraction metal layer and composite with angular layering, the ratio of length to thickness and thickness of the core to the face sheet, length sandwich panel to width and the layup (0,90) and (45, -45) for two types of glass and carbon fibers hybridized with AL 2024 T3 aluminium investigated. The results showed that the carbon/aluminium hybrid with the volume of the composite (Vc) equal to 0.5 has the highest natural frequency value in the first five mode shapes with layup AL/-45/45/core/45/-45/AL. Also, by increasing the thickness of the softcore to the surface and the ratio of length sandwich panel to total thickness, the effect of the aluminium layer decreases.
Keywords: Sandwich Panel, Metal, Composite Hybrid (FML), Third-Order Shear Deformation Theory, Angle-ply Laminate, Volume Fraction Laminate} -
در پژوهش حاضر، فرآیند خودترمیمی نمونه های کامپوزیتی ساخته شده از الیاف شیشه-اپوکسی بررسی شده است. عامل ترمیمی دوجزیی شامل رزین اپوکسی ML506 و هاردنر HA-11 بوده که درون میکرولوله هایی ذخیره و بین لایه های اول و دوم و نیز لایه های پنجم و ششم نمونه ها قرار گرفتند. آسیب اولیه توسط آزمون ضربه افتان ایجاد شده و با انجام آزمون کشش میزان بازیابی استحکام کششی نمونه ها بررسی شده است. اثر تعداد میکرولوله های حاوی عوامل ترمیم کننده، مدت زمان ترمیم (بدون اعمال سیکل حرارتی) و اعمال سیکل حرارتی بر فرآیند ترمیم مورد مطالعه قرار گرفت. نمونه هایی حاوی 8، 16 و 32 واحد ترمیمی در بازه های زمانی 1، 6 و 12 روزه بررسی و تعدادی از نمونه ها نیز پس از ایجاد آسیب اولیه، تحت 1، 3، 5 و 7 سیکل حرارتی قرار گرفته و پس از بازه زمانی یک روزه، آزمون کشش آنها انجام شد. نتایج نشان می دهد که بدون اعمال سیکل حرارتی فرآیند ترمیم پس از بازه 6 روزه با بازیابی 83 درصدی تقریبا کامل می شود. هرچند بیشترین میزان بازیابی 86% و برای نمونه حاوی 32 واحد ترمیمی و بعد از 12 روز حاصل می شود. همچنین می توان با اعمال 5 سیکل حرارتی بر نمونه آسیب دیده دارای 32 واحد ترمیم پس از گذشت یک روز تقریبا به همین میزان ترمیم دست یافت. ضمنا تاثیر سیکل حرارتی تا سیکل پنجم بوده و اعمال سیکل های بیشتر تاثیر چندانی بر بازده فرآیند ترمیم ندارد.کلید واژگان: کامپوزیت, مواد خودترمیم, ضربه افتان, بازیابی استحکام کششی, سیکل حرارتی}Here the healing process of glass/epoxy composites is studied experimentally. The healing agent is composed of ML506 epoxy resin and HA-11 hardner which is charged into microtubes. The microtubes are interleaved between the first and the second and the fifth and the sixth layers. The initial damage is introduced to the samples by drop weight impact tests and the recovery percentage of the tensile strength due to healing process is measured by tensile test. The effects of healing time (without thermal cycles), number of healing units and thermal cycles are investigated on the recovery of the tensile strength. Composite samples containing 8, 16 and 32 healing units are studied in the periods of 1, 6 and 12 days after the initial damage. Also, some damaged samples are set to 1, 3, 5 and 7 thermal cycles and after one day, tensile tests are carried out. The results show that without thermal cycles the healing process is almost completed after 6 days with an 83% recovery. In addition, the maximum amount of tensile strength recovery is equal to 86% which is related to the samples with 32 healing units after 12 days. This amount of healing efficiency can also be achieved by means of 5 thermal cycles. This is also true for thermal cycles where the effect of thermal cycles is tangible up to 5 cycles.Keywords: Composites, self-healing materials, drop weight impact, tensile strength recovery, Thermal cycle}
-
با نظر به حساسیت های عملیاتی پرنده های نظامی، اقدامات بازدارنده در طراحی هواپیما برای جلوگیری از تجمع بار ساکن در سطح هواپیما و یا تخلیه آن، بسیار ضروری و حایز اهمیت است. تاکنون روش های مختلفی برای مقابله با این اثرات مطرح و به کارگرفته شده اند که می توان به پوشش های آنتی استاتیک، پاشش شعله ای، استفاده از کامپوزیت های فیبرکربن و نانوکامپوزیت های تقویت شده با فلز در طراحی بدنه پرنده و تخلیه کننده های الکترواستاتیک اشاره نمود. هدف از این مقاله، بررسی، شبیه سازی و مقایسه اثر تخلیه الکترواستاتیک(ESD) در پرنده های نظامی با بدنه تمام فلز، تمام کامپوزیت و حالت ترکیب توامان چندین ساختار می باشد، که با تغییر جنس بدنه پرنده و اثرات آن ها، سطح میدان الکتریکی القایی، جریانات سطحی حاصل از شارش الکترواستاتیک و میدان های الکترومغناطیسی تشعشعی حاصل از حالت گذرای جریان های سطحی در بخش های مختلف پرنده نظامی از جمله: سیستم راداری، کابین و سیستم های الکترونیکی مخابراتی، مخزن سوخت داخلی و مخزن سوخت خارجی، بررسی و مقایسه خواهند شد.
کلید واژگان: بار استاتیک, تخلیه الکترواستاتیک, پرنده نظامی, کامپوزیت, تداخل فرکانس رادیویی}Operational sensitivities of military air craft, deterrent measures in aircraft design to prevent the accumulation of static charge on the surface of the aircraft or Electrostatic Discharge, is very necessary and important. These include antistatic coatings, flame spraying, the use of carbon fiber composites and nanocomposites in aircraft fuselage design, and electrostatic dischargers. The aim of this study was to investigate, simulate and compare the effect of electrostatic discharge (ESD) in military aircraft with all-metal, all-composite body and the combined state of several structures. In this paper, by selecting the military Aircraft body of composite, metal and combined mode, the effects and surface of induced electric field, surface currents due to electrostatic flux and Radiation electromagnetic fields from the transient state of surface current will be compared and examined in different parts of the military air craft, including: radar system, cabin and electronic telecommunication systems, internal and external fuel tank.
Keywords: Static charge, Electrostatic discharge, Military Aircraft, Composite, Radio frequency interference} -
در این تحقیق به خصوصیات مکانیکی شامل مقاومت خمشی و مقاومت در برابر ضربه برای تیرهای کامپوزیت فولادی با بتن با عملکرد بالا پرداخته می شود. در ساخت قسمت فولادی نمونه ها از مقطع سپری نمره 4 که در قسمت کششی از ورق با ضخامت 5 میلیمتر و در دو عرض 30 و 40 میلیمتر به طول 70 سانتیمتر استفاده می شود. لازم به ذکر است بال فشاری تعدادی از نمونه ها به وسیله بتن با نسبت الیاف فولادی متفاوت تقویت شده است. در ساخت بتن، نمونه ها از بتن خودمتراکم با 3 درصد الیاف فولادی متفاوت که عبارتند از 0 ،5/0 و 1 درصد استفاده گردید. نتایج آزمایش های ضربه نشان می دهد میزان جذب انرژی و همچنین نیروی بیشینه اولیه با افزایش درصد الیاف افزایش یافته است، به طوری که بیشترین جذب انرژی مربوط به تیر با عمق بتن 4 سانتی متر و درصد فیبر 1 درصد می باشد که نسبت به نمونه بدون بتن 09/0درصد افزایش داشته است. در مورد نتایج آزمایش خمشی نیز با بیشتر شدن الیاف، مقدار مقاومت بطور متناوب افزایش یافت به طوری که تیر مذکور بهترین عملکرد را داشته که افزایش مقاومت آن نسبت به نمونه مشابه بدون بتن برابر 204 درصد بوده است.کلید واژگان: بتن با عملکرد بالا, خمش, ضربه, کامپوزیت}In this research, the mechanical properties including bending strength and impact resistance for steel composite beams with high performance concrete are discussed. In the construction of the steel part of the specimens, the shield cross-section grade 4 is used in the tensile part of the sheet with a thickness of 5 mm and two widths of 30 and 40 mm and a length of 70 cm. It should be noted that the compression wing of some specimens is made of concrete with Different steel reinforced fibers. Self-compacting concrete with 3 percent of different steel fibers, which are 0, 0.5, and 1 percent, was used in making the concrete of the specimens. The results of the impact tests showed that the amount of energy absorption as well as the initial maximum force increased with the increase in the fibers percentage that the highest energy absorption is related to the w4hc4sf1 beam, which has increased by 0.09% compared to the specimen without concrete. Regarding the results of the bending test, the resistance value increased intermittently with the increase of fibers. The w4hc4sf1 beam had the best performance, and its strength increase compared to the same specimen without concrete was equal to 204%.Keywords: High Performance Concrete, Bending, Impact, Composite}
-
نانوذره یا ذره بی نهایت ریز معمولا به عنوان ذره ای از ماده تعریف می شود که قطری بین 1 تا 100 نانومتر (nm) دارد. خواص نانوذرات اغلب به طور قابل توجهی با ذرات بزرگتر ماده متفاوت است. نانوذرات مکانیک نابجایی متفاوتی را نشان می دهد که همراه با ساختار سطحی منحصر به فردشان، منجر به خواص مکانیکی متفاوت از مواد توده ای می گردد. امروزه با افزودن نانوذرات خواص مکانیکی کامپوزیت ها را بهبود می بخشند. نانوذرات به دلیل ریز بودن باعث افزایش سطح میان ماده زمینه و تقویت کننده شده و لذا باعث بهبود خواص مکانیکی خواهند شد. نوع نانوذره مورد استفاده، ابعاد، درصد وزنی و نحوه توزیع نانوذره از عوامل تعیین کننده در بهبود خواص مکانیکی می باشند. در مطالعه حاضر ضمن ارایه مفاهیم مربوط به نانوکامپوزیت، تاثیر پنج نانوذره مختلف بر خواص مکانیکی رایج مد نظر طراحان سازه بررسی می شود. نتایج نشان می دهند افزودن نانوذرات تا درصد وزنی مشخصی باعث بهبود خواص شده و بیش از آن مقدار گاها اثر عکس خواهد داشت که یکی از دلایل آن کلوخه شدن نانوذرات می باشد.
کلید واژگان: کامپوزیت, نانوکامپوزیت, خواص مکانیکی, نانوذرات, نانورس, نانولوله}A nanoparticle or an infinitesimal particle is usually defined as a particle of matter that has a diameter between 1 and 100 nanometers (nm). The properties of nanoparticles often differ significantly from larger particles of matter. Nanoparticles show different dislocation mechanics, which together with their unique surface structure, lead to different mechanical properties from bulk materials. Nowadays, by adding nanoparticles, the mechanical properties of composites are improved. Due to their small size, nanoparticles increase the surface area between the base material and the reinforcement and therefore improve the mechanical properties. The type of nanoparticle used, dimensions, weight percentage and the way of nanoparticle distribution are determining factors in improving mechanical properties. In the present study, while presenting the concepts related to nanocomposite, the effect of five different nanoparticles on the common mechanical properties considered by structural designers is investigated. The results show that the addition of nanoparticles up to a certain weight percentage improves the properties, and more than that amount sometimes has the opposite effect, one of the reasons for which is the clumping of nanoparticles.
Keywords: Composite, Nanocomposite, Mechanical properties, Nanoparticles, Nanoclay, nanotube} -
هدف از پژوهش حاضر، بررسی مقاومت چسبندگی و حرارتی کامپوزیت شیشه اپوکسی/ شیشه نووالاک است. به دلیل استفاده از رزین های فنولیک، از روش پیش آغشته سازی با ترکیب درصدهای مختلف رزین اپوکسی و نووالاک استفاده شده است. نمونه کامپوزیتی دوتکه شیشه اپوکسی و شیشه نووالاک، یک بار بدون چسب و یک بار به کمک چسب به یکدیگر متصل گردیدند. در ادامه تاثیر ترکیب های مختلف دو نوع رزین اپوکسی و نووالاک بر مقاومت چسبندگی و حرارتی مورد بررسی و ارزیابی قرار گرفته است. به کمک نتایج آزمون گرماسنج روبشی تفاضلی و مدت زمان ژل شدن، چرخه پخت نمونه ها پیش بینی شده است. نتایج نشان داد، وجود عامل پخت هر دو رزین اپوکسی و نووالاک در ترکیب ضروری است. نتایج حاصل از آزمون استحکام برشی بین لایه ای و خمش سه نقطه ای نشان داد، وجود رزین فنولیک در نمونه ها سبب کاهش استحکام مکانیکی نمونه شده است. در اتصال دو کامپوزیت شیشه اپوکسی و شیشه نووالاک وجود چسب اکسون استحکام نمونه ها را نسبت به اتصال مستقیم اپوکسی 48/2 درصد افزایش داده است. درنهایت نتایج حاصل از آزمون اکسی استیلن ضرورت وجود پیش پخت و افزایش تدریجی دما در چرخه پخت را نشان می دهد.کلید واژگان: کامپوزیت, رزین نووالاک, عایق, اتصال کامپوزیت به کامپوزیت, پیش آغشته}The aim of the present study was to investigate the adhesion and thermal resistance of epoxy / Novalac glass composite. Due to the use of phenolic resins, the pre-impregnation method has been used by combining different percentages of epoxy and novac resin. The two-piece composite samples of epoxy glass and novac glass were bonded once without glue and once with glue. In the following, the effect of different compounds of two types of epoxy resins and Novalak on adhesion and heat resistance has been investigated and evaluated. Using the results of differential scanning calorimeter test and gelling time, the sintering cycle of the samples is predicted. The results showed that the presence of curing agent of both epoxy and novac resin in the composition is essential. The results of interlayer shear strength test and three-point bending showed that the presence of phenolic resin in the samples reduced the mechanical strength of the sample. In the connection of two composites of epoxy glass and Novalac glass, the presence of exon adhesive has increased the strength of the samples compared to the direct connection of epoxy by 2.48%. Finally, the results of the oxyacetylene test indicate the need for pre-baking and a gradual increase in temperature in the cooking cycle.Keywords: Composite, Novalac resin, Insulation, Composite to composite bonding, Pre-impregnated}
-
با توجه به نیازهای در حوزه فناوری های مختف مکانیک و هوافضا، کاربردهای کامپوزیت های تقویت شده و مواد جامد ناهمگن به طور گسترده ای توسعه یافته اند. در این تحقیق به ضرورت استفاده از روش های غیر مخرب در شناسایی آسیب های احتمالی اشاره می شود. علاوه بر این روش آکوستیک امیشن شرح و تفاوت آن با سایر روش های ارزیابی غیر مخرب مقایسه شده است. بیان می شود که آکوستیک امیشن یک روش تشخیص دینامیک است و می تواند به صورت آنی ناپیوستگی ها را در یک سازه تحت کشش نشان دهد. ماهیت سیگنال های آکوستیک امیشن به عنوان سیگنال الکتریکی ذکر شده است. در انتها بهترین روش جهت بررسی نقص های تورقی و خرابی الیاف روش آکوستیک امیشن معرفی می گردد. این مقاله قابلیت های متداول و نوظهور ارزیابی غیر مخرب را با استفاده از آزمون آکوستیک امیشن برای تشخیص آسیب در مواد کامپوزیت بررسی می کند.
کلید واژگان: آکوستیک امیشن, ارزیابی غیرمخرب, کامپوزیت, تورق, چندلایه}The applications of reinforced composites and heterogeneous solid materials have been widely developed in different fields of aerospace and mechanical engineering. In this research, the necessity of using non-destructive methods in identifying possible damages in composite materials is pointed out. In addition, the acoustic emission method is described and compared with other non-destructive evaluation methods. It is stated that acoustic emission is a dynamic diagnosis method which can instantly show discontinuities in a structure under tension. The nature of acoustic emission signals is mentioned as an electrical signal. Finally, it is concluded that the best method to check the delamination and fiber damage in composite laminates is the acoustic emission method.
Keywords: Acoustic emission, Non-destructive evaluation method, Delamination, Laminate composite}
- نتایج بر اساس تاریخ انتشار مرتب شدهاند.
- کلیدواژه مورد نظر شما تنها در فیلد کلیدواژگان مقالات جستجو شدهاست. به منظور حذف نتایج غیر مرتبط، جستجو تنها در مقالات مجلاتی انجام شده که با مجله ماخذ هم موضوع هستند.
- در صورتی که میخواهید جستجو را در همه موضوعات و با شرایط دیگر تکرار کنید به صفحه جستجوی پیشرفته مجلات مراجعه کنید.