فهرست مطالب

علوم و فناوری کامپوزیت - سال پنجم شماره 3 (پیاپی 17، آذر 1397)
  • سال پنجم شماره 3 (پیاپی 17، آذر 1397)
  • تاریخ انتشار: 1397/09/10
  • تعداد عناوین: 16
|
  • منا گل پرور، محمد فصیحی * صفحات 307-314
    پلی پروپیلن دارای چقرمگی و مقاومت ضربه پایینی است و برای خیلی از کاربردها نیاز به اصلاح دارد. اضافه کردن الاستومرها جهت تقویت چقرمگی و مقاومت ضربه به طور معمول استفاده می شود، اما سبب افت مدول و استحکام کششی می گردد. در این پژوهش یک کامپوزیت هیبریدی پلی پروپیلن/ترموپلاستیک الاستومر/نانو سیلیکا/ سازگارکننده به روش اختلاط مذاب تهیه گردید و اثر همزمان نانوذره، الاستومر و سازگارکننده بر روی خواص کششی و ضربه نمونه ها به کمک روش طراحی آزمایش سطح پاسخ مطالعه شد. نتایج میکروسکوپی نشان دادند که آلیاژ تولیدی یک آلیاژ دو فازی بوده که اندازه ذرات الاستومر آن در حدود 400-100 نانومتر است و با افزایش درصد ترموپلاستیک الاستومر، اندازه ذرات آن در آلیاژ افزایش می یابد. اندازه ذرات نانوسیلیکا در حضور سازگار کننده بین 90-40 نانومتر بوده است، اما عدم استفاده از سازگار کننده سبب ایجاد کلوخه هایی از نانوذرات در کامپوزیت می گردد. با افزایش میزان ترموپلاستیک الاستومر، کرنش شکست و استحکام ضربه افزایش می یابد، درحالی که مدول یانگ و استحکام کششی با کاهش همراه است. اثر نانوذرات سیلیکا بر روی خواص مکانیکی به مقدار زیادی به حضور یا عدم حضور سازگارکننده ارتباط دارد. افزایش نانوسیلیکا در عدم حضور سازگار کننده سبب کاهش استحکام کششی و مقاومت ضربه می گردد. همچنین افزایش نانوسیلیکا در حضور سازگارکننده سبب افزایش مدول الاستیک می گردد. بر اساس نتایج بدست آمده از طراحی آزمایش، روابط ریاضی برای پیش بینی خواص مکانیکی ارائه گردید. استفاده از سیستم هیبریدی امکان بهبود چشمگیر مقاومت ضربه پلی پروپیلن، بدون افت مدول الاستیک را فراهم نمود.
    کلیدواژگان: پلی پروپیلن، نانوکامپوزیت، خواص کششی، مقاومت ضربه، طراحی آزمایش
  • سید نوید حسینی آب بندانک، سید محمدحسین سیادتی *، رضا اسلامی فارسانی صفحات 315-324
    در این پژوهش، اثر نانوصفحات گرافن عامل دار بر خواص خمشی کامپوزیت اپوکسی/ الیاف بازالت مطالعه شده است. گرافن توسط عامل سیلانی تری آمینوپروپیل تری متوکسی سیلان عامل دار شد و چهار نانوکامپوزیت با درصدهای وزنی مختلف گرافن عامل دار (0. 2، 0. 3، 0. 4 و 0. 5) به روش لایه گذاری دستی ساخته شدند. در میان این چهار نمونه، نانوکامپوزیت حاوی 0. 4% وزنی گرافن عامل دار بهترین رفتار خمشی را نشان داد. جهت بررسی اثر وجود گرافن و همچنین عامل دار کردن گرافن، دو کامپوزیت دیگر یکی فاقد گرافن و دیگری حاوی 0. 4% وزنی گرافن بدون عامل نیز ساخته شدند. در مقایسه با نمونه فاقد گرافن، نانوکامپوزیت حاوی 0. 4% وزنی گرافن عامل دار به ترتیب 89. 6، 252. 6 و 44. 6 درصد افزایش در استحکام خمشی، مدول خمشی و انرژی شکست از خود نشان داد، اما نانوکامپوزیت حاوی 0. 4% وزنی گرافن بدون عامل، به ترتیب 26. 2 و 10. 8 درصد کاهش در استحکام خمشی و انرژی شکست نشان داد، گرچه مدول خمشی آن به مقدار 3. 1 درصد افزایش داشت. نتایج نشان دادند که عامل دار کردن گرافن باعث توزیع مناسب تر آن در زمینه و لذا برهمکنش بیشتر آن با زمینه و الیاف شده و در نتیجه باعث بهبود خواص نانوکامپوزیت شده است. مطابق با آنالیز طیف سنجی مادون قرمز، بهبود در خواص خمشی ناشی از حضور گروه های عاملی بر روی سطح گرافن می باشد که امکان چسبندگی آن ها را به مولکول های پلیمری و الیاف بازالت افزایش می دهد. همچنین مشاهدات میکروسکوپ الکترونی روبشی نشان دهنده چسبندگی بهتر پلیمر به الیاف و مکانیزم های چقرمه سازی مانند انحراف ترک، تورق لایه های گرافن و قفل شدن ترک در حضور گرافن عامل دار بر روی سطح شکست می باشد.
    کلیدواژگان: گرافن، عامل دار کردن، الیاف بازالت، اپوکسی، خواص خمشی
  • مژگان الهامی، سیما حبیبی * صفحات 325-330
    باتوجه به جایگاه فناوری نانو به ویژه محصولاتی همچون نانوالیاف و نانوکامپوزیتها و با در نظر گرفتن کاربردهای گسترده پلیمر پلی وینیل الکل و نانوذره نانورس، نانو الیاف نانوکامپوزیتی با درصدهای وزنی مختلف از نانو رس اصلاح شده در شرایط یکسان الکتروریسی شد. رسیدن به نانوالیافی با ساختاری بدون بید و توزیع قطر تقریبا یکنواخت ،می تواند کارایی بسیاری برای نانوالیاف تولیدی به همراه داشته باشد که هدف اصلی این تحقیق محسوب می گردید. به منظور مشاهده ریز ساختار نانوالیاف پلی وینیل الکل/ نانو رس و هم چنین به منظور بررسی امتزاج پذیری و تغییرات حاصله در پلیمر اولیه از دستگاه میکروسکوپی الکترونی روبشی (SEM) و طیف سنجی اشعه مادون قرمز (FTIR/ATR) استفاده شده است. هچنین دستگاه آنالیز توزین حرارتی (TGA) برای مطالعه نحوه ی رفتار نانوالیاف در مقابل حرارت به کار گرفته شد. همچنین مورفولوژی و نحوه پراکندگی نانو ذرات نانورس در بستر پلیمری پلی وینیل الکل با استفاده از آزمون طیف سنجی پرتوی اشعه ایکس XRD)) بررسی شده است. نتایج حاکی ازشکلگیری نانوالیاف نانوکامپوزیتی با متوسط قطر حدود 300نانومتراست که صفحات رس به صورت کامل در بستر پلی وینیل الکل باز شده اند.
    کلیدواژگان: نانو الیاف، الکتروریسی، پلی وینیل الکل، نانو رس، نانوکامپوزیت
  • کرامت ملک زاده *، امیر حسین آذرنیا، ناصر ذوالقدر صفحات 331-341
    در این مقاله پاسخ ورق ساندویچی با رویه الیاف–فلز تحت ضربه سرعت پایین توسط ضربه زننده صلب استوانه ای، براساس قانون برخورد اصلاح شده بررسی شده است. ورق ساندویچی از رویه های فلز-الیاف با یک هسته صلب –پلاستیک در نظر گرفته شده است. مقاومت له شدگی هسته در جهت عمودی ثابت فرض می شود. با استفاده از اصل انرژی پتانسیل مینیمم و مدل بالانس انرژی، یک حل تحلیلی جهت دستیابی به پارامترهای مجهول تماس در قانون برخورد غیر خطی هرتز ارائه گردیده است. در روش مذکور، ماکزیمم نیروی برخورد با کمک مدل جرم و فنر دو درجه آزادی در یک فرایند تکرار بدست می آید. باکمک این شیوه، محدوده معتبری، جهت استفاده از قانون هرتز برای ورق های ساندویچی با رویه الیاف-فلز تحت ضربه سرعت پایین، ارائه می گردد. قانون برخورد اصلاح شده نشان می دهد که برای هر مسئله برخورد مقادیر ضرایب در قانون تماس، منحصربه فرد می باشد. نتایج بدست آمده از این روش، تطابق خوبی با دیگر نتایج تجربی و تحلیلی دارد. نتایج نشان می دهد که برخی پارامترهای فیزیکی و هندسی از قبیل چیدمان لایه ها، جرم و سرعت ضربه زننده در سطح انرژی ثابت و ابعاد سازه هدف، فاکتورهای مهمی هستندکه در پاسخ دینامیکی ورق ساندویچی با رویه فلز-الیاف اثرگذار می باشند.
    کلیدواژگان: ضربه با سرعت پایین، ورق ساندویچی با رویه الیاف - فلز، قانون تماس اصلاح شده جدید، انرژی پتانسیل کل
  • محمد ریاحی *، علیرضا احمدی صفحات 343-351
    بهره گیری از روش های مبتنی بر هوش مصنوعی برای کاهش نقش تفاسیر انسانی در تحلیل دا ده ها و اخذ نتایج مناسب، همراستا با افزایش سرعت، کاهش خطا و تعدیل هزینه-ها در فرآیندهای ارزیابی غیرمخرب و پایش سلامت سازه ها مورد توجه جدی محققان قرار گرفته است. در این پژوهش، طراحی و اجرای یک سامانه پایش سلامت سازه ای مبتنی بر پردازش هوشمند سیگنال امواج فراصوت هدایت شده به منظور شناسایی و دسته بندی سه نوع خرابی متداول در سازه های کامپوزیتی ورقی انجام پذیرفته است.
    با ایجاد سه نوع خرابی شامل تورق، شکاف و سوراخ در یک ورق کامپوزیتی چند لایه از جنس پلیمر تقویت شده با الیاف شیشه و تقسیم آن به چهار ناحیه مختلف، نسبت به تعبیه 9 مبدل پیزوالکتریک با نقش دوگانه محرک و سنسور و با آرایش شبکه ای اقدام شده و سیگنالهای امواج منتشر شده در هر چهار ناحیه مذکور در قالب 12 مسیر در سه راستای مختلف و 240 سیگنال ذخیره گردید. در مرحله بعد، استخراج ویژگی از سیگنال ها با روش های پیشرفته پردازش سیگنال نظیر تبدیل موجک انجام پذیرفته و داده های حاصل، برای آموزش یک شبکه عصبی پرسپترون چند لایه از نوع پیشرونده با روش پس انتشار خطا مورد استفاده قرار گرفت. نتایج حاصل نشان می دهد، الگوریتم شبکه عصبی طراحی شده و آموزش دیده در این تحقیق، قادر به ایجاد تمایز میان نواحی سالم سازه از نواحی معیوب بوده و علاوه بر آن موفق به دسته بندی انواع خرابی های موجود در سازه با بازدهی قابل قبول (میانگین حدود 80%) شده که قابلیت تعمیم به شرایط و پیکربندی های مختلف و حالت های نامعلوم را دارد.
    کلیدواژگان: شبکه های عصبی مصنوعی، پایش سلامت سازه ای، امواج فراصوت هدایت شده، ورق های کامپوزیتی، تبدیل موجک
  • رویاالسادات آشفته، حسن پورنگ، مرصاد مباشری، هادی خرمی شاد * صفحات 353-358
    چسب های پلیمری به سبب ماهیت ویسکوالاستیک خود با گذر زمان و تحت یک بار ثابت دچار تغییر شکل خزشی می شوند. هدف از انجام این تحقیق بررسی تاثیر سطح دما و نسبت تنش- به- استحکام بر رفتار خزشی اتصالات چسبی ساده تکه لبه ساخته شده با چسب آرالدایت 2011 است. ابتدا آزمایش کشش استاتیکی در دمای 40 و 50 درجه سانتی گراد صورت گرفته و سپس با اعمال نسبت های تنش- به- استحکام نهایی معادل 25/0 و 35/0، آزمایش خزش کششی انجام گرفته است. با افزایش نسبت تنش- به- استحکام نهایی از 25/0 و 35/0 در دمای 40 درجه سانتی گراد، جابجایی خزشی و شیب حالت پایدار خزش به ترتیب 24 و 7/96 درصد افزایش پیدا می کنند. در دمای 50 درجه این میزان افزایش برابر 3/14 و 9/79 درصد است. همچنین با افزایش دما از 40 به 50 درجه سانتی گراد، جابجایی خزشی و شیب حالت پایدار خزش در نسبت تنش- به- استحکام نهایی معادل 25/0، به‫ترتیب 6/20 و 5/49 درصد و در نسبت تنش- به- استحکام نهایی معادل 35/0، به ترتیب 1/11 و 6/36 درصد افزایش پیدا می-کنند. ‬‬
    کلیدواژگان: چسب، خزش، استحکام برشی، اتصال چسبی تک لبه
  • داود شاهقلیان قهفرخی، محمدرضا رافت، غلامحسین رحیمی * صفحات 359-367
    پوسته های کامپوزیتی به دلیل خواص منحصربفردشان ، یکی از سازه های پرکاربرد در صنایع هوایی، دریایی و خودروسازی می باشد. در دهه های اخیر تحقیقات بسیاری زیادی برای پیش بینی بار بحرانی کمانش پوسته های کامپوزیتی، بدون خرابی یا شکست انجام شده است. یکی از مهم ترین روش های غیرمخرب، روش همبستگی ارتعاشی یا VCT می باشد. هدف تحقیق حاضر پیش بینی بار بحرانی کمانش پوسته های استوانه ای کامپوزیتی با استفاده از روش VCT می باشد. برای این منظور در ابتدا تحلیل ارتعاشات خطی و غیرخطی پوسته ی استوانه ای کامپوزیتی با استفاده از نرم افزار المان محدود آباکوس و در بارهای فشاری مختلف انجام شد. در مرحله ی بعد با استفاده از روش تحلیلی ریلی-ریتز و عددی، بار بحرانی کمانش خطی سازه مذکور محاسبه شد. سپس به کمک روش VCT بار بحرانی کمانش غیرخطی پوسته ها ی استوانه ای کامپوزیتی پیش بینی شد. در ادامه و برای صحت سنجی نتایج روش VCT، پنج پوسته ی کامپوزیتی مشابه و با شرایط یکسان و با استفاده از روش پیچش الیاف ساخته شد و تحت آزمون فشار محوری قرار داده شد. در نهایت بار بحرانی کمانش تجربی به دست آمد. نتایج نشان می دهد که اختلاف بار بحرانی کمانش غیرخطی پیش بینی شده به روش VCT با بار بحرانی کمانش به دست آمده از آزمایش تجربی کمتر از 3 درصد می باشد که این موضوع دال بر مناسب بودن روش VCT برای پیش بینی بار بحرانی کمانش با دقت بسیار بالا برای پوسته های استوانه ای کامپوزیتی می باشد.
    کلیدواژگان: پوسته های استوانه ای کامپوزیتی، روش همبستگی با ارتعاشات، کمانش، ساخت، تحلیل عددی
  • حسین سلطانی، مجید طاووسی * صفحات 369-375
    هدف از این پژوهش بررسی رفتار خوردگی پوشش های کامپوزیتی Fe-Ni-Cr تقویت شده توسط نانوذرات کاربید سیلیسیم و نانولوله های کربنی می باشد. در این راستا و به منظور ایجاد پوشش های مورد نظر، فرایند رسوب دهی الکتریکی در یک حمام کلریدی، در حضور و عدم حضور تقویت کننده های کاربید سیلیسیم و نانولوله های کربنی انجام شد. بررسی های ریزساختاری توسط پراش سنجی پرتوایکس (XRD) و میکروسکپ الکترونی روبشی گسیل میدانی (FESEM) و بررسی رفتار خوردگی به روش آنالیز پتانسیو استات در الکترولیت NaCl %5/3 انجام شد. نتایج نشان داد که پوشش آمورف- نانوکریستال Fe-Ni-Cr در چگالی جریان های کم به علت وجود ریزترک کمتر دارای بهترین رفتار خوردگی است. بررسی رفتار خوردگی پس از عملیات حرارتی (در دمای 250 درجه ی سانتی گراد به مدت 10 ساعت) نیز نشان داد که با انجام تبلور فاز آمورف در پوشش، مقاومت خوردگی بهبود می یابد. رفتار خوردگی با کامپوزیتی کردن پوشش های بهبود یافت به گونه ای که بالاترین مقاومت خوردگی در حضور نانوذرات تقویت کننده ی کاربید سیلیسیم در پوشش به دست آمد.
    کلیدواژگان: رسوب دهی الکتریکی، پوشش های آمورف- نانوکریستال، پوشش های کامپوزیتی، خوردگی
  • محمدعلی صرفه جو، علیرضا محمودیان *، داریوش افضلی گروه صفحات 377-385
    در این پژوهش یک فیلم یکنواخت پلی پیرول کادمیم اکساید/ نانولوله کربنی برای محافظت از فولاد زنگ نزن آستنیتی 304 در مقابل خوردگی در محیط اسیدی 0. 5 مولار هیدروکلریک اسید تولید شد. برای این منظور از روش رسوب شیمیایی برای سنتز CNT/CdO استفاده شد. از روش سنتز الکتروشیمیایی برای پوشش دهی سطح فولاد و یافتن شرایط بهینه آن استفاده شد. از آزمون های پلاریزاسیون برای به دست آوردن میزان بهینه نانو کامپوزیت استفاده شد. برای بررسی های مورفولوژیکی از میکروسکپ نوری و میکروسکپ الکترونی روبشی SEM استفاده شد. نتایج نشان می‎دهند که نانو کامپوزیت نهایی از مقاومت خوبی در مقابل خوردگی برخوردار است و وجود CNT/CdO درزمینه پلیمری میزان تخلخل فیلم پوششی را کاهش داد. همچنین نتایج بیان کردند که چگالی جریان بهینه اعمالی برای پوشش دهی و pH بهینه برای آماده سازی محلول الکتروپلیمریزاسیون به ترتیب مقادیر mA/cm24 و 9 است. مقدار 0. 5% وزنی_ حجمی نانولوله کربنی عامل دار شده با کادمیم اکساید بهینه تقویت کننده نانو کامپوزیتی در زمینه پلی پیرول تعیین شد. پوشش نانو کامپوزیت پلی پیرول نانولوله کربنی/کادمیم اکساید تشکیل شده بر سطح فولاد زنگ نزن آستنیتی 304 بیش از 98% از خوردگی آن در محلول 0. 5 مولار هیدروکلریک اسید محافطت کرد.
    کلیدواژگان: پلاریزاسیون، نانولوله کربنی-کادمیم اکساید، پلی پیرول، مورفولوژی
  • قدرتاللهرودینی *، مرتضی خسروی، محسن خمری صفحات 387-393
    کامپوزیت های زمینه فلزی الومنیوم - الومینا با خواص فیزیکی و مکانیکی مناسب از مواد مدرن مهندسی هستنند. این کامپوزیت ها بطور وسیع در بسیاری از صنایع (هوا-فضا ، اتو مبیل ، الکترونیک و غیره) استفاده می شوند. در این پژوهش پیش فرم گرانول آلومینا با اندازه ها مختلف (μm100-20) تولید و در دماهای °C 1300 و°C 1400 و به مدت زمان دو ساعت سینتر شدند. سپس انها در دمای °C 700 و به مدت یک ساعت پیش گرم شدند. سپس پیش فرم های گرانول الومینا بوسیله مذاب الومنیوم با فشار MPa 3 با روش ریخته گری تحت فشار فلزخورانی شدند. . بعد از ساخت کامپوزیت ها خواص ساختاری انها با استفاده از میکروسکوپ نوری و الکترونی روبشی مطالعه شد. نتایج حاصل از بررسی ریز ساختاری نشان دادکه در دما ی بالای سینترینگ مقدار حفرات کم و درات الومینا به خوبی به همدیگر متصل شده اند. همچنین خواص مکانیکی استحکام فشاری ، استحکام ضربه و میکروسختی نیز در کامپوزیت ها بررسی شد. نتایج نشان داد که افزایش دمای سینترینگ گرانول آلومینا، باعث افزایش استحکام فشاری و سختی کامپوزیت می شود ولی مقاومت به ضربه کاهش می یابد.
    کلیدواژگان: گرانول آلومینا، آلومینیوم، کامپوزیت، سینترینگ
  • فرامرز آشنای قاسمی، محمدحسین صابریان، اسماعیل قاسمی *، سجاد دانش پایه صفحات 395-402
    در این تحقیق، خواص مکانیکی نانو کامپوزیت های پایه رزین اپوکسی تقویت شده با نانو صفحات گرافن و لاستیک نیتریل کربوکسیل شده (XNBR) بررسی شده است. نانو صفحات گرافن در سه سطح 0، 0. 75 و 1. 5 درصد وزنی و لاستیک XNBR در سه سطح 0، 5 و 10 درصد وزنی به زمینه رزین اپوکسی اضافه شدند. نمونه ها به روش دستی ساخته و قالب گیری شدند و آزمون های مکانیکی در دمای محیط جهت تعیین استحکام کششی، مدول کششی، ازدیاد طول تا پارگی و استحکام ضربه انجام شدند. از تصاویر میکروسکوپ الکترونی روبشی (FESEM) جهت مشاهده نحوه ی پراکندگی نانو صفحات گرافن در زمینه رزین اپوکسی استفاده شد. مشاهده شد که نانو صفحات گرافن در 0. 75 درصد وزنی پراکندگی مناسب داشته و در درصدهای بالاتر دچار کلوخگی شده است. حضور نانو صفحات گرافن باعث کاهش استحکام کششی و ازدیاد طول تا پارگی ترکیبات می شود. این درحالی است که حضور نانو صفحات گرافن مدول کششی و استحکام ضربه را به ترتیب 20 و 23 درصد افزایش داده است. از طرف دیگر، افزودن لاستیک XNBR استحکام و مدول کششی را ~18 درصد دچار کاهش و استحکام ضربه و ازدیاد طول تا پارگی را به ترتیب به طور چشمگیری تا 130 و 46 درصد افزایش داده است. همچنین، حضور همزمان نانو صفحات گرافن و لاستیک XNBR در زمینه رزین اپوکسی، کاهش 10 درصدی استحکام کششی را به دنبال داشته است. این در حالی است که مدول کششی، ازدیاد طول تا پارگی و استحکام ضربه به ترتیب نسبت به اپوکسی خالص 6، 29 و 143 درصد افزایش پیدا کرده اند.
    کلیدواژگان: خواص مکانیکی، رزین اپوکسی، نانو صفحات گرافن، لاستیک نیتریل کربوکسیل شده
  • مسعود عصفوری، امید رحمانی *، محمدرضا زمانی صفحات 403-414
    در این مقاله به بررسی آزمایشگاهی میزان جذب انرژی در چندلایه های فلز-الیاف تقویت شده با آلیاژ حافظه دار در برابر ضربه سرعت پایین پرداخته شده است. پارامترهای مورد آزمایش در این پژوهش، زاویه الیاف، میزان پیش کرنش و محل قرارگیری سیم های حافظه دار در گلره تقویت شده با 2 رشته سیم حافظه دار می باشند و برای اعمال ضربه از دستگاه ضربه شارپی 200 J استفاده شده است. از روش تاگوچی برای طراحی آزمایش های این پژوهش استفاده گردید و نمونه های مورد بررسی بر اساس آرایه متعامد L16 ساخته شدند. در استفاده از این آرایه پارامترهای زاویه الیاف و میزان پیش کرنش سیم های حافظه دار در 4 سطح و محل قرارگیری سیم های حافظه دار در 2 سطح مورد آزمایش قرار گرفتند. گلره های مورد بررسی از 19 لایه که حاوی 3 لایه آلومینیومی بودند، ساخته شدند. برای بررسی تاثیر تغییرات پارامترها بر روی میزان جذب انرژی ضربه شارپی چندلایه، بر روی داده های استخراجی تحلیل واریانس انجام گرفت. مشخص شد که تغییرات پارامترهای پیش-کرنش سیم های حافظه دار، زاویه الیاف و محل قرارگیری این سیم ها در چندلایه به ترتیب به میزان 39. 12درصد ، 32. 13 درصد و 4. 56 درصد بر روی میزان جذب انرژی چندلایه تاثیرگذار می باشد. همچنین آنالیز واریانس نشان داد که تغییرات پارامترهای پیش کرنش سیم های حافظه دار، زاویه الیاف و محل قرارگیری این سیم ها در چندلایه، با اطمینان به ترتیب 92. 1 درصد، 90. 6 درصد و 71 درصد بر تغییرات میزان جذب انرژی ضربه تاثیرگذار می باشد.
    کلیدواژگان: سیم حافظه دار، چندلایه فلز -الیاف، روش تاگوچی، ضربه شارپی
  • شیدخت رشیدداداش، مجتبی صدیقی، سهیل داریوشی * صفحات 415-425
    سازه های ساندویچی به طور گسترده در صنایع مختلفی از جمله صنایع هوا فضا، کشتی سازی، ساخت ناوگان ریلی و غیره کاربرد دارند. این سازه ها عموما در ابعاد محدود ساخته شده و با استفاده از اتصالات فلزی، چسب و یا پیچ به یکدیگر متصل می گردند. در مقاله حاضر، دو نوع اتصال فلزی با جنس یکسان و هندسه متفاوت بین سازه های ساندویچی با رویه های کامپوزیت اپوکسی- شیشه و هسته لانه زنبوری آلومینیومی درنظر گرفته شده است که این اتصالات با چسب به سازه ساندویچی متصل گردیده اند. پس از ساخت نمونه ها، آزمون های خمش سه نقطه بر روی تیر و خمش ورق بر روی نمونه ها انجام شدند. بعلاوه به منظور شبیه سازی رفتار سازه های ساندویچی دارای اتصال، مدلسازی نمونه ها با استفاده از یک نرم افزار بر پایه روش المان محدود صورت پذیرفت. با تکیه بر مقایسه نتایج عددی و تجربی، صحه گذاری نتایج شبیه سازی نرم افزاری انجام گرفت و تطابق مناسبی بین نتایج حاصل از کار عددی با نتایج تجربی مشاهده گردید. سپس برای هر دو اتصال، تاثیر افزایش طول و ضخامت بر حداکثر نیرو و جذب انرژی از طریق تحلیل پارامتری با استفاده از مدل المان محدود بدست آمده، مورد بررسی قرار گرفت.
    کلیدواژگان: سازه ساندویچی، اتصالات، لانه زنبوری، آزمون استاتیکی
  • الهام انصاری، غلامحسین مجذوبی *، کاوه رحمانی، محمد کشفی صفحات 427-435
    در این تحقیق، اثر جنس و ضخامت لایه میانی بر جذب انرژی ورق های فلزی الیافی (FML) با مقطع مربعی تحت بار محوری شبه استاتیکی به صورت تجربی و عددی مورد بررسی قرار گرفته است. چهار لایه میانی شیشه-اپکسی، کربن-اپکسی، فوم پلی یورتان و آلومینیوم 2024 برای ساخت نمونه ها در نظر گرفته شد. درحالی که لایه های درونی و بیرونی تمامی نمونه ها، آلومینیوم 2024 انتخاب شده است. نمونه ها با استفاده از دستگاه پرس با جابجایی و سرعت یکسان فشرده شدند و ویژگی جذب انرژی آن ها شامل نیروی بیشینه، نیروی متوسط لهیدگی، انرژی جذب شده و تعداد چین خوردگی هر مورد مطالعه و مقایسه شد. سپس، شبیه سازی عددی بر روی نمونه ها انجام و مدل عددی به وسیله آزمایش های صورت گرفته اعتبار سنجی شد. حال، به وسیله مدل عددی اعتبار سنجی شده، اثر تغییر ضخامت لایه میانی برای یافتن ضخامت بهینه، مطالعه شد. نتایج پژوهش نشان داد که نمونه ساخته شده با لایه میانی الیاف کربن، بیشترین میزان جذب انرژی و نیروی متوسط را دارا می باشد. همچنین، نمونه با لایه میانی فوم کمترین بازدهی را از خود نشان داد. سرانجام با تغییر ضخامت لایه میانی نتیجه شد که بهترین عملکرد مربوط به نمونه های است که ضخامت هر سه لایه تشکیل دهنده آن با هم برابر هستند.
    کلیدواژگان: ورق فلزی الیافی، جذب انرژی، شبیه سازی عددی، مواد مرکب
  • فرشاد گودرزیان، حسین عموشاهی * صفحات 437-449
    در این مقاله تاثیر تغییرات شرایط محیطی از جمله درجه حرارت و رطوبت محیط بر بار کمانشی ورق های لایه ای مورد بررسی قرار گرفته است. بدین منظور با در نظر گرفتن اثرات تغییر مشخصات مصالح تشکیل دهنده ورق در اثر دما و رطوبت بر ظرفیت کمانش ورق در شرایط تکیه گاهی مختلف و بارگذاری دو محوره ارزیابی شده است. همچنین تاثیر آسیب جدا شدگی لایه ها بر ظرفیت کمانش ورق در حالت های مختلف بررسی شده است. روش مورد استفاده جهت محاسبه بار بحرانی ورق ها روش نوار محدود بوده که تئوری برشی مرتبه اول بر آن اعمال شده است. در روش نوار محدود از توابع شکل مثلثاتی در جهت طولی نوار و توابع شکل هرمیتی در جهت عرضی برای جابجایی های برون صفحه و توابع شکل خطی برای جابجایی های درون صفحه استفاده شده است. برای مدل سازی جدا شدگی لایه ها، محل و ابعاد جداشدگی با جدا سازی المان ها و بازیابی مجدد ماتریس های سختی استاندارد، هندسی، نیرویی و جرمی تعیین شده و اثر آن ها بر میزان بار بحرانی ورق لایه ای در حالت های گوناگون ارزیابی شده است. نتایج حاصله بیانگر میزان تغییرات بار بحرانی در دما و رطوبت های مختلف و همچنین میزان تاثیر جدا شدگی لایه ها می باشد.
    کلیدواژگان: کمانش، ورق لایه ای، روش نوار محدود، تغییرات دما و رطوبت، جداشدگی
  • حدیث جلیلیان، قاسم نادری، شیرین شکوهی * صفحات 451-456
    آمیزه های چندجزئی بر پایه پلی وینیل کلراید سخت (UPVC) به عنوان جزء اصلی و پلی متیل متاکریلات (PMMA) برای چقرمه سازی پلی وینیل کلراید، نانوگرافن (GNP) به عنوان تقویت کننده و دی اکتیل فتالات (DOP) در نقش نرم کننده با ترکیب درصدهای مختلف (10/90 و 20/80 حاوی phr 0، 5/0، 1 و 2 نانوگرافن) توسط مخلوط کن داخلی تهیه شدند. ریزساختار و خواص مکانیکی نانوکامپوزیت های تهیه شده با هدف بررسی اثرات متقابل PMMA و GNP بر خواص بستر UPVC بررسی گردید. نتایج بدست آمده از آزمون های کشش و ضربه نشان داد که با افزایش درصد نانوگرافن، مدول کششی افزایش و ازدیاد طول تا نقطه پارگی، استحکام کششی و مقاومت ضربه کاهش می یابد. در درصدهای ثابت نانوگرافن، مقاومت ضربه و مدول کششی و نیز درجه پراکنش نانوگرافن در نمونه های حاوی 20% PMMA بالاتر است که به اختلاط بهتر فازها در اثر برهمکنش های مشاهده شده بین نانوگرافن و پلی متیل متاکریلات در طیف سنجی مادون قرمز و امتزاج پذیری بالاتر دو فاز پلیمری در این ترکیب درصد نسبت داده می شود. همچنین، مشاهده سطح شکست نمونه ها توسط میکروسکوپ الکترونی پویشی نشان داد با افزایش درصد نانوگرافن سطح شکست نمونه ها زبرتر بوده و مسیر رشد ترک در حضور نانوگرافن طولانی تر و ناهموارتر می باشد.
    کلیدواژگان: پلی وینیل کلراید سخت، پلی متیل متاکریلات، نانوگرافن، نانوکامپوزیت
|
  • Mona Golparvar *, Mohammad fasihi Pages 307-314
    Polypropylene has a poor toughness and impact strength. So, it needs to modification for some applications. Addition of elastomers to PP to enhance the toughness is a traditional way, but it causes to decrease of the modulus and tensile strength of products. In this research a hybrid composite system including PP, thermoplastic elastomer, nanoparticle and compatibilizer was prepared by melt mixing method. The interaction effect of nanoparticle, thermoplastic elastomer, and compatibilizer on the tensile and impact properties of composites were studied using the experimental design technique; response surface methodology. The results of microscopy analysis showed that the blends were two-phase, where thermoplastic elastomer was dispersed phase. The elastomeric particle size was in the range of 100-400 nm and by increasing the rubber content, rubber particle size increased. Nanosilica dispersed in the presence of compatibilizer had a particle size between 40-90 nm, while the lack of compatibilizer created some agglomerations of nanoparticles. As elastomer content increased, the strain of failure and impact strength of nanocomposites increased, while the Young modulus and tensile strength were decreased. Addition of nanosilica to the PP in the absence of compatibilizer lowered the tensile and impact strengths. While, addition of nanosilica along with compatibilizer improved the tensile modulus of blends. According to the experimental design results, some mathematical relations were presented to predict the mechanical properties. The optimal hybrid nanocomposite had significantly higher impact strength than pure PP while their moduli were in the same order.
    Keywords: polypropylene, nanocomposite, tensile properties, Impact strength, Experimental design
  • S. Navid Hosseini Abbandanak, Mohammad Hossein Siadati *, reza eslami, farsani Pages 315-324
    The effects of functionalized graphene nanoplatelets (FGN) on the flexural properties of basalt fibers/epoxy composites were studied. The functionalization of graphene was performed by 3-Aminopropyltrimethoxysilane. Four nanocomposites with different weight percentages of FGN (0.2, 0.3, 0.4 and 0.5) were fabricated via hand lay-up method. Among these four, the nanocomposite reinforced by 0.4 wt.% FGN showed the best flexural behavior. To investigate the effects of graphene as well as its functionalization, two other composites one without graphene and another reinforced by 0.4 wt.% of unfunctionalized graphene nanoplatelets (UFGN) were also fabricated. In comparison to the sample without graphene, the nanocomposite with 0.4 wt.% of FGN showed respectively 89.6, 252.6 and 44.6 percent improvements in the flexural strength, flexural modulus and fracture energy, but the nanocomposite with 0.4 wt.% UFGN showed respectively 26.2 and 10.8 percent decrease in the flexural strength and fracture energy, although had a slight increase of 3.1 percent in the flexural modulus. These results indicated that functionalization facilitated the dispersion of graphene in the matrix and thus enhanced its interaction to both matrix and basalt fibers. According to the Fourier transform infrared spectroscopy results, the improvement in the flexural properties is related to the functional groups whose presence on the graphene platelets enhanced better adherence to the polymer’s molecules and the basalt fibers. Furthermore, scanning electron microscopy observations of the fracture surfaces showed better polymer to fiber interfacial adhesion and thus caused toughening mechanisms such as crack deflection, graphene delamination and crack pining in the FGN containing samples.
    Keywords: Graphene, Functionalization, Basalt fibers, Epoxy, Flexural properties
  • Mozhgan Elhami, Sima Habibi * Pages 325-330
    Considering the importance of nanotechnology, especially nanofibers and nanocomposites ; as its most eligible products and the vast applications of polyvinyl alcohol (PVA) and nanoclay ( modified organo-clay), the main objective of this work was study on effect of polymer blends (PVA as matrix) and nano-filler ( organo-clay as disperse phase) concentrations and electrospinning parameters , on morphology of resulted nanocomposite nanofibers. It is noteworthy that bead less nanofibers with even diameter distributions can make the final products application more valuable. In order to investigate the microstructure and morphology and the miscibility and chemical bonding of polyvinyl alcohol / organo-clay nanocomposite nanofibers , the scanning election microscope (SEM), and the Fourier transform infrared spectrometer (FTIR) were used , respectively. Also, the thermal gravimetric analysis (TGA) was employed to investigate thermal behavior of nanocomposite nanofiber samples. The X-Ray Diffraction (XRD) data demonstrated the exfoliation of organo-clay layers in poly vinylalcohol matrix and nanofibers nanocomposite were electrospun with diameter about 300 nm.
    Keywords: Nano fiber, Electrospinning, Polyvinyl alcohol, Organo- Clay, nanocomposite
  • Keramat Malekzadeh, Fard *, Amir hossein Azarnia, Naser Zolghadr Pages 331-341
    This paper presents a new analytical method for low velocity impact on sandwich plates with Fiber Metal Laminate (FML) face sheets subjected to static indentation of a blunt end cylindrical indenter. The sandwich plate was composed of laminated face sheets and a rigid–plastic core. The core-crushing strength in the vertical direction was assumed constant. In this method, using of principle of minimum potential energy and the use of energy-balance model between indenter and sandwich plate, contact unknown coefficients corresponding with Hertizian contact law are obtained. The elastic strain energy resulting from bending in the sandwich plate and external work due to indentation load are evaluated using an appropriate shape function for the sandwich plate deformation. The maximum contact force using two-degree-of-freedom(2DOF) spring-mass model was found through an iterative process. Limitation of using Hertzian contact law for sandwich plates is determined. The results are in good agreement with the experimental and numerical results. The results indicated that some of parameters such as the layer sequence, mass and velocity of impactor in a constant impact energy level and aspect ratio of sandwich plate are important factors affecting the dynamics response of the sandwich panel..
    Keywords: Low velocity impact, FML, Contact non-linear equation, Total potential energy
  • Mohammad Riahi *, Alireza Ahmadi Pages 343-351
    Using methods based on artificial intelligence to reduce the role of human interpretations in data analysis and obtaining the favorable results, in line with increasing the speed, reducing the errors and adjustment of the costs in the nondestructive evaluation and structural health monitoring is seriously concerned by researchers.
    In this study, the design and implementation of a structural health monitoring system is performed by the intelligent signal processing of the ultrasonic waves in order to identify and classify the three common defects in the composite plate-like structures. By creating three types of damages including delamination, crack and hole in the multi-layer composite plate made of glass fiber reinforced polymer and dividing it into 4 different zones, 9 piezoelectric transducers with dual role of actuator and sensor are attached with their network arrangement and the propagated signals in the four mentioned zones on the 12 paths in three different directions including 240 signals were stored. In the next step, extraction of the features from the signals is conducted by the advanced signal processing techniques such as wavelet transform and the findings have been used to train a neural network of advanced multilayer perceptron by back-propagation error method.
    The results show that the trained neural network algorithm is able to differentiate between the intact zone from the damaged ones. In addition, it has classified the types of current defects and damages in the structure with the acceptable efficiency (the average is about 80%), which can be generalized to the different conditions.
    Keywords: Artificial Neural Networks, Structural health monitoring, Ultrasonic guided waves, Composite plates, Wavelet transform
  • Roya Sadat Ashofteh, Hassan Pourang, Mersad Mobasheri, Hadi Khoramishad * Pages 353-358
    Polymer-based adhesives undergo creep deformation under constant loading due to their viscoelastic nature. The aim of this study was investigation of the effects of temperature level and stress- to-strength ratio on creep behavior of single lap joints (SLJs) manufactured with adhesive Araldite 2011. Static tensile tests were done on the samples at 40 and 50°C. Then, the tensile creep tests were done at 40 and 50°C and at stress-to-strength ratios of 0.25 and 0.35. With increasing the stress-to-strength ratio from 0.25 to 0.35 at 40°C, the creep displacement and the slope of the second creep stage were increased by 24% and 96.7%, while at 50°C such increase reached to 14.3% and 79.9%, respectively. With increasing the temperature from 40 to 50°C, at the stress-to-strength ratio of 0.25, the creep displacement was increased by 20.6% and the slope of second creep stage increased by 49.5%. Whereas, at the stress-to-strength ratio of 0.35, changing the temperature from 40 to 50°C resulted an increase in the creep displacement by 11.1% and the slope of second creep stage by 36.6%.
    Keywords: Adhesive, Creep, Shear strength, Single Lap Joint
  • Davoud Shahgholian, Ghahfarokhi, Mohammad, Reza Raafat, Gholam, Hossein Rahimi * Pages 359-367
    Due to unique properties, composite cylindrical shells are used extensively in aviation, marine and automotive industry. In recent decades, several studies have been done to predict the critical buckling load of composite cylindrical shells without breakdown or failure. One of the most important non-destructive methods is Vibration Correlation Technique (VCT). The aim of this research is the prediction of the critical buckling load of composite cylindrical shells by using VCT. For this purpose, linear and nonlinear vibration analysis of composite cylindrical shells were performed in different compressive loads by using finite element software ABAQUS, firstly. In the next step, linear buckling critical load was determined by using Rayle-Ritz and numerical methods. Then, non-linear critical buckling load of composite cylindrical shells was predicted by using VCT. To validate the results of VCT, five composite cylindrical shells were fabricated by using filament winding method with same conditions and axial compression test was done. Finally, the critical buckling load was measured experimentally. The results show that the difference between the critical buckling load of VCT with experimental buckling load is less than 3%. This subject implies that VCT is suitble for prediction of critical buckling load of composite cylindrical shells with very high accuracy.
    Keywords: Composite cylindrical shells, Vibration correlation technique, Buckling, Fabrication, Numerical analysis
  • Hossain Soltani, Majid Tavoosi * Pages 369-375
    In this study, the corrosion behavior of Fe-Ni-Cr composite coatings reinforced by SiC and carbon nanotube (CNT) has been investigated. In this regards, the electrodeposion processing has been done in a chloride bath in the presence of SiC nanoparticles and carbon nanotubes. The prepared coatings were characterized using X-ray diffraction (XRD) and field emission scanning electron microscopy (FESEM). The corrosion behavior of coatings was also examined in NaCl 3.5% electrolyte by potentiostat analysis. The results showed that, the prepared amorphous - nanocrystalline Fe-Ni-Cr coating in lower current densities has higher corrosion behavior due to lower density of micro-cracks in coat. The annealing process and the crystallization of amorphous phase (at 250oC for 10 h) had the positive effects on corrosion resistance of prepared coats. The corrosion resistance of composite coatings was higher than alloyed coatings. In this condition, the highest corrosion resistance was achieved in the presence of SiC nanoparticle in the coats.
    Keywords: Electrodeposition, Amorphous-nanocrystalline coatings, Composite coatings, corrosion
  • MohammadAli SarfeJoo, Alireza Mahmoudian *, Dariush Afzali Gorouh Pages 377-385
    In this research, a uniform film of polypyrrole/CNT/cadmium oxide nanocomposite was produced to protect the austenitic stainless steel 304 against corrosion in 0.5 molar hydrochloric acid medium. For this purpose, the chemical deposition method was used for CNT / CdO synthesis. Electrochemical synthesis method was used to coat the stainless steel and to find optimal coating conditions. Polarization tests were used to find the optimum amount of reinforcement nanocomposite. Optical microscope and scanning electron microscope (SEM) were used to study the morphology of coating. Results showed that the final nano composite had a remarkable corrosion resistance and the presence of CNT / CdO reduced the porosities in the final polymer film. Also coating results showed that the optimum amount of apply current density and pH for electropolymerization were 4mA/cm2 and 9 respectively. The 0.5% weight-volumetric functionalized carbon nanotube with Cadmium Oxide was determined as optimum amount of nano composite reinforcement using a polypyrrole matrix. Polypyrrole Carbon nanotube/Cadmium Oxide nanocomposite coating on the surface of austenitic stainless steel 304 protected more than 98% against corrosion in a 0.5 M solution hydrochloric acid.
    Keywords: Polarization, Carbon nanotube-Cadmium Oxide, Polypyrrole & morphology
  • Ghodratollah Roudini *, Morteza Khosravi, Mohsen Khamari Pages 387-393
    Aluminum-ceramic metal matrix composite is a class of modern engineering materials with interesting physical and mechanical properties. These composites are used widely in many industrial (aerospace, automobile, electronic ,…). In present study, alumina granules preforms with different size (20-100 µm) were made and sintered at 1300°C and 1400°C for 2 h. Then the preforms were preheated at 700°C for 1h. Finally, molten Al was infiltrated into the preforms under load of 3 MPa by squeeze casting method. After composites making their microstructures were studied by SEM and optical microscope.The microstructure results showed that composite with higher sintering temperature has low porosities and well connected granules. Also, compressive strength, impact resistance and hardness of the composites were investigated. The results showed that sintering temperature improved compressive strength and hardness of the composites, but impact strength decreased. The strength and brittleness of the composites is higher for the composites with high sintering temperature
    Keywords: Alumina granule, Aluminium, Composite, Sintering
  • Faramarz Ashenai Ghasemi, Mohammad Hossein Saberian, Ismail Ghasemi *, Sajjad Daneshpayeh Pages 395-402
    In this study, mechanical properties of nano-composites based on epoxy reinforced with graphene nano-platelets and XNBR is investigated. Fillers were added to the epoxy matrix in 0, 0.75 and 1.5 wt. % levels for graphene nano-platelets and 0, 5 and 10 wt. % levels for XNBR. Samples were prepared by hand method and mechanical tests were performed in room temperature to determine tensile strength, tensile modulus, elongation at break and impact strength. FESEM images were used to determine the state of graphene nano-platelets dispersion. It was observed that graphene nano-platelets had well dispersion in 0.75 wt.% but in high loading of them, aggregation was observed. Graphene nano-platelets decreased tensile strength and elongation. On the other hand, enhanced tensile modulus and impact strength by 20% and 23%, respectively. Adding XNBR declined tensile strength and modulus by ~18% and increased impact strength and elongation by considerable amount of 130% and 46%, respectively. Simultaneous presence of graphene nano-platelets and XNBR in epoxy matrix decreased tensile strength by ~10%. On the other hand, tensile modulus, elongation and impact strength increased by 6%, 29% and 143% compared to neat epoxy.
    Keywords: Mechanical properties, Epoxy, Graphene, XNBR
  • Masoud Osfouri, Omid Rahmani *, Mohammad Reza Zamani Pages 403-414
    This research is on the energy absorption level in a metal-fiber laminate reinforced with a ‎shape-memory-alloy under low velocity impact. The parameters of the study are fiber angle, level of pre-strain and ‎position of memory wires in a GLARE reinforced with two memory-wires. In addition, a 200-J Charpy-Impact device was used to exert the impact‏. Taguchi method was used in designing of the experiments for this research and the investigated specimens were constructed based on L16 ‎orthogonal array. During the usage of array, parameters of "fiber angel" and the "pre-strain level of shape-memory wires" were ‎tested in four levels as well as the parameter related to the location of shape-memory-wires, tested in two levels. The scrutinized ‎GLAREs were constructed of 16layers containing 3layers of aluminum.‎ The analysis of variance was performed on extracted data to investigate the effect of changes in parameters on the energy absorption level ‎of laminate. It was found that the changes in following parameters of pre-strain of shape-memory wires, fiber's angel and ‎the location of these wires in laminate, have the influence of 39.12%, 32.13%, 4.56% , respectively, on the energy absorption level of ‎laminate. The variance analysis also proved that changes in energy absorption have confidence level of 92.1%, 90.6% and 71% ‎respectively with the changes in aforementioned parameters.
    Keywords: Charpy impact, Fiber metal laminate, GLARE, Shape memory alloy, Nitinol
  • shidokht rashiddadash, Mojtaba Sadighi, Soheil Dariushi * Pages 415-425
    Sandwich structures are used in applications that required a combination of high rigidity and low weight same as aerospace, marine and automotive. Large and/or complicated sandwich structures are often manufactured by connecting pre-fabricated sandwich panels by means of connections, adhesive or bolts. In present study, two types of metallic connections were used to join two sandwich panels with glass-epoxy face-sheets and aluminum honeycomb core. Connections have the same material and different geometries and were bonded to the sandwich structures using the same epoxy as used to manufacture the face-sheets. Two groups of specimens were made and tested under bending loading. Also, a finite element simulation using LS-DYNA were performed to predict the behavior of sandwich structures. A good compliance between numerical and experimental results was observed. The effects of increasing the length and the thickness of the connections on the maximum force and energy absorption were investigated to examine the influences of involved parameters on bending response of a sandwich plates.
    Keywords: sandwich panel, connection, Honeycomb, static tests
  • Elham Ansari, Gholamhossein majzoobi *, Kaveh Rahmani, Mohammad Kashfi Pages 427-435
    In the present study the effect of change in thickness and material of the middle layer in fiber metal laminates (FMLs) with squared section on the energy absorption is investigated. In this work four types of specimens, based on the change in the material of the middle layer, were produced. In order to fabricate FML samples, Glass-epoxy, Carbon-epoxy, polyurethane foam and aluminum 2024 were utilized as the middle layer and aluminum 2024 for inner and outer layers, respectively. The specimens were then subjected to the compression test and their force-displacement curves were experimentally obtained. Additionally, the effect of the middle layer thickness on the energy abortion performance was studied by numerical simulation using Ls-Dyna explicit code. The numerical model was initially validated by experiment. In conclusion, it was found that the maximum and minimum efficiency were determined for the FML specimen made of Carbon-epoxy and foam, respectively. Moreover, by changing the middle layer thickness, it was numerically demonstrated that the specimen with three layers of the same thickness yields the best absorption energy capability.
    Keywords: Fiber metal laminates, Energy absorption, numerical simulation, Composite materials
  • Farshad Goodarzian, Hossein Amoushahi * Pages 437-449
    In this paper the effect of hygrothermal conditions such as temperature and moisture on buckling of composite laminated plates is investigated. For this purpose, the effect of changing in material characteristics with changing in temperature and moisture on buckling capacity of plates with different end conditions and biaxial loading is evaluated. In addition, the effect of delamination of layers on buckling load of plate is studied in different situations. The finite strip method is used in present paper to calculate the critical load of plate considering first shear order deformation theory. In finite strip formulation for evaluating the displacement field of each strip, the trigonometric shape functions is used in longitudinal direction and the Hermitian and linear shape function is used for out of plate and in plane transverse direction, respectively. The place and dimension of delaminating layers is modeled by separating the adjacent elements and reconstructing the standard, geometric, force and mass matrices, so, the critical load of laminated plates is calculated in different situation. The results show that the amount of changing in critical load of laminated plate for different temperatures, moistures and delamination of layers.
    Keywords: Buckling, Composite plates, Finite strip method, Hygrothermal loads, Delamination
  • Hadis Jalilian, Ghasem Naderi, Shirin Shokoohi * Pages 451-456
    Nanocomposites samples based on unplasticized polyvinyl chloride (UPVC) containing polymethyl methacrylate (PMMA) as toughener, graphene nano-platelets (GNP) as reinforcement and di-octylphthalate as plasticizer were prepared with different composition ratios (i.e. 80/20 and 90/10 containing 0, 0.5, 1 and 2 phr GNP) using Haake internal mixer. Nanocomposite samples were analyzed using x-ray diffraction and scanning electron microscopy to investigate the mutual interactions between GNP and PMMA. Mechanical properties (Tensile modulus, elongation at break and impact resistance) of the prepared nanocomposites including tensile modulus, elongation at break and impact strength were also measured. Results showed that increasing nanographene platelets content increases tensile modulus where impact strength, tensile strength and elongation at break are decreased. At constant graphene contents, nanocomposites containing 20% PMMA show higher impact strength and tensile modulus. This was attributed to the higher mixing efficiency due to the interactions established between PMMA and GNP observed through FTIR and also higher miscibility of UPVC/PMMA pair besides the PMMA characteristics. Fracture surface of nanocomposites are significantly rough at the presence of nano-graphene which shows the torturous crack growth path.
    Keywords: UPVC, PMMA, Nanographene, nanocomposite