فهرست مطالب

علوم و فناوری کامپوزیت - سال هفتم شماره 1 (پیاپی 23، بهار 1399)
  • سال هفتم شماره 1 (پیاپی 23، بهار 1399)
  • تاریخ انتشار: 1399/03/01
  • تعداد عناوین: 16
|
  • جواد شهبازی کرمی، محمد مراد شیخی، غلامحسن پایگانه*، کرامت ملک زاده فرد صفحات 661-674
    فرآیند هیدروفرمینگ، یک روش پیشرفته برای شکل دهی قطعات لوله ای به شکل موردنظر قالب، با اعمال فشار بالا و تغذیه محوری می باشد. لوله های دو لایه متشکل از دو لوله فلزی مختلف (مانند آلومینیوم و مس) می باشند که برای استفاده در محیط های ترکیبی که لوله های تک لایه عملکرد مناسبی ندارند، توصیه می شوند. استفاده از این لوله ها در انتقال سیالات خورنده با دمای بالا، هوافضا و صنایع هوایی، تولید نفت و نیروگاه های اتمی پیشنهاد می گردد. در این مقاله، کاهش ضخامت و ارتفاع چروکیدگی لوله های دولایه از نظر پارامترهای هندسی (طول، قطر و ضخامت لوله های داخلی و خارجی، طول و ارتفاع بالج، طول پخ) با استفاده از روش المان محدود و طراحی آزمایشات به روش پاسخ سطح مدل سازی شده است. همچنین مدل المان محدود ساخته شده با نتایج تجربی صحه گذاری گردیده است. اثر پارامترهای هندسی و برهمکنش آن ها بر پاسخ ها، تعیین شده و مورد بحث قرار گرفته است. پارامترهای هندسی بهینه با در نظر گرفتن حداقل کاهش ضخامت و ارتفاع چروکیدگی، با استفاده از بهینه سازی چند متغیره به دست آمده است. نتایج بهینه سازی دارای تطابق خیلی خوبی با آزمایشات تجربی می باشد.
    کلیدواژگان: هیدروفرمینگ لوله، تحلیل المان محدود، روش پاسخ سطح، بهینه سازی چند متغیره
  • سید امیرحسین کرسوی کاشانی، رضا اسلامی فارسانی* صفحات 675-682

    مواد مرکب به عنوان جایگزینی سبک و بهینه شده برای مواد متداول تر نظیر فلزات، نیاز به بکارگیری روش های گوناگون جهت تقویت استحکام را دارند. افزودن نانو مواد، به عنوان روشی نوین جهت ارتقای استحکام مواد مرکب استفاده می شود. از طرفی اهمیت پدیده ضربه و کاربردهای فراوان آن در صنایع گوناگون بر کسی پوشیده نیست. از این رو در این پژوهش، کامپوزیت چند مقیاسی زمینه اپوکسی تقویت شده با الیاف بازالت حاوی مجموعا 1% وزنی زمینه از نانو ذرات سیلیکا و نانو صفحات گرافن اصلاح سطحی شده، تحت آزمون ضربه سرعت بالا قرار گرفت. ابتدا 5 سری نمونه حاوی 6 لایه از الیاف بازالت به روش لایه چینی دستی ساخته شده و دو نوع پرتابه از جنس آلومینیوم با دماغه سر تیز و سر کروی به ترتیب با جرم های 26.7 و 26.3 گرم با سرعت 116 m/s به نمونه ها برخورد داده شد. به منظور بررسی عملیات اصلاح سطحی، طیف سنجی مادون قرمز تبدیل فوریه (FT-IR) انجام پذیرفت و به کمک میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) نیز اثر افزودن نانو مواد بر اتصال بین زمینه و الیاف در مقیاس میکروسکوپیک بررسی شد. نتایج نشان داد، نمونه حاوی 0.7% نانوسیلیکا و 0.3% نانوگرافن بهترین عملکرد را در جذب انرژی حاصل از ضربه سرعت بالا با افزایش جذب 7.3% برای پرتابه سر تیز و 20.4% برای پرتابه سر کروی نسبت به نمونه بدون نانو مواد از خود نشان می دهد.

    کلیدواژگان: کامپوزیت چند مقیاسی، ضربه سرعت بالا، الیاف بازالت، نانوسیلیکا، نانوگرافن
  • علیرضا طلوعی، احسان اعتمادی* صفحات 683-693
    استفاده از z-پین ها علیرغم وزن کم و اندازه ی کوچک، به منظور کاهش معایب کامپوزیت ها و سازه های ساندویچی، افزایش مقاومت و استحکام آنها و همچنین جلوگیری از رشد ترک، گسترش فراوانی پیدا کرده است. در این مقاله با استفاده از روش المان محدود، رفتار سازه های ساندویچی چند منظوره با هسته z-پین در نرخ کرنش های متوسط (بین 164 تا 327 بر ثانیه)، تحت آزمایش میله فشاری هاپکینسون مورد بررسی قرار گرفته شده است. اثرات نرخ کرنش و رفتار مکانیکی سازه ساندویچی چند منظوره تحت بارگذاری دینامیکی بررسی و با نتایج تجربی موجود مقایسه شده است که توافق خوبی بین نتایج وجود دارد. همچنین به بررسی پارامترهای موثر در جهت افزایش مقاومت مکانیکی سازه های ساندویچی با هسته های z-پین، مانند پرداخته شده است. این پارامترها شامل زاویه قرار گیری z-پین ها نسبت به افق، جنس ماده تشکیل دهنده و بررسی تغییر قطر z-پین ها می باشد. به طور خلاصه نتایج نشان می دهد که این سه پارامتر تاثیر بسزایی در افزایش تنش جریان و افزایش مقاومت نهایی سازه خواهند داشت. در انتها به مقایسه خواص مکانیکی سازه ساندویچی با هسته z-پین و هسته لانه زنبوری شبیه سازی شده پرداخته شده است. نتایج نشان می دهد که تحت شرایط وزنی و حجمی یکسان هسته، میزان مقاومت فشاری نهایی هسته ساخته شده از z-پین از هسته لانه زنبوری کمتر ولی انعطاف پذیری آن بیشتر می باشد.
    کلیدواژگان: نرخ کرنش، سازه ساندویچی چند منظوره، z-پین، ضربه، روش المان محدود
  • محسن رحمانی، یونس محمدی*، فرشاد کاکاوند صفحات 694-704
    به دلیل کاربرد گسترده پوسته های مخروطی ساندویچی در صنایع پیشرفته، بررسی رفتار مکانیکی این سازه ها امری ضروری است. در این تحقیق، برای اولین بار، با در نظر گرفتن انعطاف پذیری هسته در تیوری مرتبه بالای پوسته های ساندویچی، رفتار ارتعاشی پوسته مخروطی ناقص ساندویچی که شامل هسته هدفمند متخلخل و رویه های همگن است، در توزیع دماهای مختلف بررسی شده است. خواص مواد رویه ها و هسته وابسته به دما در نظر گرفته شده و تغییرات خواص مواد هدفمند به کمک قانون توانی که با در نظر گرفتن دو مدل توزیع تخلخل اصلاح شده، نشان داده می شود. با استفاده از اصل همیلتون و در نظر گرفتن تنش های درون صفحه ای در هسته و رویه ها و کرنش غیرخطی ون کارمن هم برای تنش مکانیکی و هم تنش حرارتی، معادلات حرکت سازه بدست آمده اند. برای حل معادلات در شرایط تکیه گاهی ساده از روش گلرکین استفاده شده است. برای بررسی اثر تغییر دما در سازه، توزیع دما به صورت یکنواخت، خطی و غیرخطی در نظر گرفته شده است. نتایج تحلیل حاضر به منظور صحت سنجی، در حالات خاص با مقالات دیگر و همچنین با نتایج بدست آمده از نرم افزار آباکوس مقایسه شده و همچنین تغییرات فرکانس ویژه بی بعد نسبت به تغییرات هندسی سازه، تغییرات دما، خواص مواد و تخلخل بررسی شده است.
    کلیدواژگان: پوسته ساندویچی مخروطی، توزیع دما، هسته هدفمند، تئوری مرتبه بالا، تخلخل
  • مهدی رضائیان دلوئی، حسن عبدالله پور*، محمد تجلی، سید مصطفی موسوی زاده نوقابی صفحات 705-713

    هدف از این پژوهش مقایسه ریزساختار، ریزسختی، مقاومت به سایش، و مقاومت به خوردگی سه کامپوزیت سطحی حاوی نانوذرات سیلیکا، نانوذرات گرافیت و مخلوط نانوذرات سیلیکا و گرافیت تولیدشده به روش اصطکاکی اغتشاشی بر سطح آلیاژ منیزیم AZ31B بود. نتایج، پس از چهار پاس انجام فرایند اصطکاکی اغتشاشی، نشان داد متوسط اندازه دانه برای کامپوزیت حاوی سیلیکا، گرافیت، و مخلوط سیلیکا و گرافیت در ناحیه هم زده به ترتیب 82%، 70% و 80% نسبت به آلیاژ منیزیم اولیه کاهش یافت. به علاوه، ریزسختی به ترتیب 33%، 18.8% و 20.6% نسبت به آلیاژ منیزیم اولیه افزایش یافت. اگرچه گرافیت، به عنوان یک جامد روانکار و نرم، باعث کاهش سختی شد، نتایج آزمون سایش نشان داد نرخ سایش برای نمونه های حاوی گرافیت و مخلوط گرافیت و سیلیکا تقریبا مشابه نمونه حاوی سیلیکاست. بررسی تصاویر TEM نشان داد اندازه دانه های فرعی برای نمونه حاوی مخلوط نانوذرات سیلیکا و گرافیت نسبت به نمونه حاوی نانوذرات سیلیکا بیش از 18% کوچکتر است. بر طبق نتایج آزمون خوردگی، جریان خوردگی نمونه حاوی نانوذرات سیلیکا نسبت به آلیاژ اولیه بیش از 89% کاهش یافت و نمونه حاوی مخلوط نانوذرات سیلیکا و گرافیت نجیب ترین پتانسیل خوردگی را داشت.

    کلیدواژگان: فرایند اصطکاکی اغتشاشی، نانوکامپوزیت سطحی، رفتار مکانیکی، آزمون سایش
  • مهدیه چگنی*، شبنم جهانی زاده صفحات 714-722

    در این پژوهش با هدف بهبود بازده بارگذاری واندازه ذرات، نانوکامپوزیت کیتوزان مونت موریلونیت (Chitosan-MMT)، به وسیله روش ژل سازی یونی جهت کنترل رهایش کارکامین (دی فرولوییل متان) تهیه گردید وتوسط روش سطح پاسخ بهینه سازی شد. متغیرهای متفاوت (غلظت پلی ساکارید، درصد مونت موریلونیت، غلظت سورفکتانت (فعال کننده سطح)، مقدار دارو و مدت زمان ارتعاش اولتراسونیک جهت تعیین فرمولاسیون بهینه بررسی شد. دو متغیر غلظت پلی ساکارید و حجم تویین که بر بازده بارگذاری و اندازه ذرات کارایی قویتری داشتند، برای به دست آوردن فرمول مطلوب انتخاب شدند. غلظت پلی ساکارید، غلظت فعال کننده سطح و زمان ارتعاش اولتراسونیک بیشترین تاثیر را بر اندازه ذرات داشت. افزودن مونت موریلونیت به طور قابل ملاحظه ای باعث افزایش بازده بارگذاری کارکامین شد. درصد مطلوب برای مونت-موریلونیت30% بود. همچنین، افزایش مقدار کارکامین تا مقدار بهینه (میلی گرم/ میلی لیتر) منجر به افزایش بازده بارگذاری شد. شاخصه های فیزیکوشیمیایی فرمولاسیون بهینه نانوسامانه از منظر بازده درون گیری، پروفایل رهایش دارو، اندازه، پتانسیل زتا، مورفولوژی سطح و طیف FTIR تعیین گردید. فرمولاسیون A2 با اندازه ذرات 23.8-31.6 nm بازده بارگذاری 93.71% و پتانسیل زتاmV 0.18 ± -38.73 به عنوان فرمول بهینه انتخاب شد. بررسی های SEM و FTIR نشان از مورفولوژی کروی و عدم وجود برهمکنش شیمیایی میان نانوسامانه و دارو بوده است.

    کلیدواژگان: کیتوزان، کارکامین، مونت موریلونیت، ژلسازی یونی
  • علیرضا عدلی، کریم شلش نژاد*، محمدرضا خوشروان آذر، محمد محمدی اقدم صفحات 723-730

    در این پژوهش به مطالعه تجربی اثر جهت گیری عامل خودترمیم آوندی بر استحکام کششی و بازدهی ترمیم در کامپوزیت اپوکسی-الیاف شیشه پرداخته شده است. ابتدا الیاف شیشه توخالی (با قطر خارجی 450±10 میکرومتر و کسر تهینگی 50%-55%) با استفاده از یک دستگاه اکسترودر تولید شد. سپس، الیاف شیشه توخالی با اجزای خود ترمیم پر شد و به عنوان خودترمیم آوندی در چند لایه کامپوزیتی استفاده شد. جهت گیری آوند های خودترمیم در سه سطح 0، 45 و 90 درجه نسبت به راستای الیاف شیشه تقویت کننده، و فاصله آوندها از یکدیگر 200 میکرومتر در نظر گرفته شد. نمونه های شاهد، آسیب دیده و ترمیم شده تحت آزمون کشش قرار گرفتند و بازدهی ترمیم مطالعه شد. نتایج آزمون کشش نشان داد که وجود آوندهای خالی در زوایای 0، 45 و 90 درجه در ساختار کامپوزیت سبب به ترتیب 17%، 14% و 21% کاهش در استحکام کششی می شود. آسیب در نمونه های کشش با کرنش 1.2% ایجاد شد و سپس فرایند خودترمیم در دمای °C 70 و مدت زمان 48 ساعت انجام شد. در مرحله بعد، بازدهی ترمیم با استفاده از آزمون کشش اندازه گیری شد. نتایج آزمون های کشش و بازدهی ترمیم نشان داد که بهترین جهت گیری برای چینش آوند های حاوی عامل خودترمیم، زاویه 45 درجه نسبت به راستای الیاف شیشه تقویت کننده می باشد، بطوریکه در این حالت بازدهی ترمیم 42% است. شکل شناسی آوندهای شکسته شده و محل های ترمیم شده توسط میکروسکوپ الکترونی روبشی مطالعه شد.

    کلیدواژگان: کامپوزیت خودترمیم، عامل خودترمیم آوندی، رفتار کششی، اپوکسی، الیاف شیشه
  • سینا فرهی فر، محمود مهرداد شکریه*، مظاهر سلامت طلب صفحات 731-739

    در این تحقیق به بررسی چقرمگی شکست مود I در کامپوزیت‎های ساخته شده از الیاف شیشه نوع E با بافت تک جهته و رزین وینیل استر در معرض اسید سولفوریک پرداخته شده است. نمونه های مورد استفاده به روش لایه چینی دستی با چیدمان لایه های [0] _18 ساخته شدند. به منظور اعمال شرایط محیطی نمونه های ساخته شده در ابعاد بیان شده در استاندارد، در بازه های زمانی 0، 1، 2، 5 و 10 هفته در محلول 20% وزنی تهیه شده از اسید سولفوریک 98% با دمای آزمایشگاه غوطه ور شدند. سپس آزمون شکست با استفاده از تیر یک سر گیر دار دو لبه بر روی نمونه ها به منظور بررسی روند تغییرات چقرمگی شکست بین لایه ای شروع و پایا در بازه های زمانی مختلف صورت گرفته است. نتایج آزمایشگاهی نشان دهنده کاهش چقرمگی شکست پایا در نمونه ها با اعمال شرایط محیطی بودند، درحالی که روند تغییر چقرمگی شکست شروع رشد ترک در 5 هفته اول به صورت افزایشی بوده و پس از آن در هفته دهم با کاهش قابل توجهی همراه بوده است. علاوه بر این، در این پژوهش مشاهده شد که مقدار نیروی شروع رشد ترک با قرارگیری نمونه در معرض شرایط محیطی کاهش پیدا کرده است.

    کلیدواژگان: پیرشدگی اسیدی، کامپوزیت تک جهته شیشه، وینیل استر، چقرمگی شکست مود I شروع و پایا، تیر یک سر گیر دار دو لبه
  • هادی مشرف زاده ثانی*، حسن محمدخانی صفحات 740-746

    در این مقاله روش چند مقیاسی جدیدی به منظور محاسبه سفتی نانوکامپوزیت حاوی نانو ذرات گرافن ارایه می شود. در این روش نانوکامپوزیت حاوی نانوذرات با توزیع تصادفی در مقیاس ماکرو، توسط حجم معرف مکعبی شکلی مدل می شود که خود متشکل از تعداد زیادی مکعب کوچکتر در مقیاس میکرو است. هر مکعب کوچک حاوی نانوذرات همسویی است که جهت گیری آنها به صورت سه بعدی و توسط الگوریتمی تصادفی تعیین شده است. تانسور سفتی هریک از مکعب های کوچک توسط روش موری-تاناکا به دست آمده و نهایتا با استفاده از روشی تحلیلی مدول الاستیک حجم معرف اصلی محاسبه می شود. این روش که در واقع توسعه روش کامپوزیت لایه ای معادل به حالت سه بعدی محسوب می شود، نسبت به سایر روش های تحلیلی تطابق بهتری با فیزیک مسیله داشته و نسبت به روش های عددی از سرعت محاسباتی بیشتری بر خوردار است. مقایسه نتایج حاصل از این روش با تعدادی از نتایج تجربی موجود در مقالات، حکایت از دقت قابل قبول آن در محاسبه مدول الاستیک نانوکامپوزیت دارد.

    کلیدواژگان: گرافن، روش چندمقیاسی، نانوکامپوزیت
  • محمدهادی مشکنانی، حمزه شاهرجبیان* صفحات 747-752

    هدف از این تحقیق، بهبود خواص مکانیکی، حرارتی و آنتی باکتریال فیلم پلیمری پلی لاکتیک اسید/کیتوسان با اضافه کردن نانوذرات اکسید تیتانیوم می باشد. فیلم های پلیمری به روش محلول تهیه شدند. نانو ذرات اکسید تیتانیوم به مقدار 1، 3 و 5 درصد وزنی (wt.%) به زمینه پلیمری اضافه شد. آزمون کشش به منظور تعیین استحکام کششی، مدول الاستیک، و انعطاف پذیری، آزمون حرارتی DSC به منظور بررسی رفتار حرارتی نمونه ها و آزمون آنتی باکتریال به منظور بررسی رفتار آنتی باکتریال نمونه ها انجام شد. به منظور بررسی مورفولوژی نمونه ها و توزیع نانوذرات اکسید تیتانیوم در زمینه پلیمری تصویربرداری میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) انجام گرفت. نتایج SEM نشان داد که ذرات اکسید تیتانیوم به خوبی در زمینه پراکنده شده اند. نتایج آزمون کشش نشان داد اضافه کردن نانوذرات اکسید تیتانیوم به مقدار 3 wt.% باعث بهبود قابل توجهی در استحکام کششی و مدول الاستیک می شود. نتایج آزمون DSC نشان داد که اضافه کردن نانوذرات اکسید تیتانیوم باعث افزایش دمای تبلور و درصد بلورینگی فیلم پلیمری می شود. نانو ذرات اکسید تیتانیوم باعث افزایش خواص آنتی باکتریال فیلم پلیمری پلی لاکتیک اسید/کیتوسان شد.

    کلیدواژگان: پلی لاکتیک اسید، کیتوسان، نانوذرات اکسید تیتانیوم، خواص آنتی باکتریال، خواص حرارتی
  • محمدرضا زنگنه اینالو، مهدی یارمحمد توسکی* صفحات 753-760

    این مقاله، به بررسی تجربی ضربه سرعت بالا بر روی چندلایه های فلز/ الیاف بازالت با لحاظ نانورس می پردازد. چندلایه فلز/ الیاف بازالت ساخته شده از دو رویه آلومنیومی 2024-T3 و هسته نانوکامپوزیتی بازالت/ اپوکسی/ نانورس تشکیل شده است. هسته نانوکامپوزیتی شامل چهار لایه الیاف بازالت با وزن واحد 300 گرم بر متر مربع، رزین EPR1080، سخت کننده EA1080 و نانوذرات رسی Bentonite B0109 با درصدهای وزنی نسبت به ماتریس 0، 1، 3 و 5 است. فرایند ساخت نمونه های آزمایش با روش لایه گذاری دستی انجام گرفت. همچنین برای پخش و توزیع بهتر ذرات نانورس در ماتریس اپوکسی از دستگاه آلتراسونیک استفاده شد. آزمایش های بالستیک با استفاده از دستگاه تفنگ گازی و یک گلولی ساچمه ای فولادی در سرعت های 205، 220 و 235 متر بر ثانیه انجام گرفت. نتایج حاصل از آزمایش های بالستیکی نشان دهنده این است که افزودن ذرات نانورس به ساختار این دسته از FMLها سرعت حد بالستیک و جذب انرژی را به طور قابل ملاحظه ای افزایش می دهد. همچنین میزان بهینه افزودن این نانوذرات، 3 درصد جرمی نسبت به رزین استفاده شده است؛ به طوریکه افزودن این مقدار از ذرات نانورس، میانگین سرعت حد بالستیک و انرژی جذب شده را به ترتیب 6.85 و 14.1 درصد افزایش داد.

    کلیدواژگان: ضربه سرعت بالا، چندلایه قلز، الیاف، نانورس، سرعت حد بالستیک، بازالت
  • سید امین میرمحمدی*، سماحه سجادی، خدیجه دیده بان، الهام یاراحمدی، نعیمه بحری لاله صفحات 761-767
    در این پژوهش ابتدا ذرات فریت کبالت- روی (با فرمول Co0.5Zn0.5Fe2O4) به روش سل ژل خود احتراقی سنتز شدند. صحت انجام سنتز فوق توسط روش های FT-IR و پراش اشعه ایکس با زاویه پهن (WAXD) تایید شد. در آزمون WAXD ذرات، پیک های مربوط به ساختار بلوری اسپینل دیده شد. ذرات مغناطیسی سنتزی، در تهیه کامپوزیت های پلی آنیلین / فریت کبالت- روی با نسبت های 1:3، 1:1 و 6:1 به کار گرفته شدند. برای تهیه این کامپوزیت ها، پلیمریزاسیون اکسایشی درجای آنیلین با شروع کننده آمونیوم پرسولفات و در حضور ذرات فریت کبالت- روی صورت گرفت. کامپوزیت های سنتز شده توسط روش های FT-IR، WAXD و SEM مورد آنالیز قرار گرفتند. از پخش کامپوزیت های پلی آنیلین/ فریت کبالت- روی در ماتریس اپوکسی در درصد وزنی 20%، کامپوزیت های نهایی سنتز شدند. آنالیز TEM پخش مناسب ذرات در مقیاس nm 10-100 را نشان داد، لذا کامپوزیت های سنتزی در مقیاس نانوکامپوزیت به حساب می آیند. خاصیت جذب این کامپوزیت-ها در محدوده فرکانس GHz 8-12 که محدوده رادار محسوب می شود، مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد که در بین مواد سنتز شده، کامپوزیت حاوی پلی-آنیلین/فریت کبالت- روی با نسبت 1 به 1 کمترین میزان جذب، برابر با dB -16 را در فرکانس GHz 11.5 نشان می دهد.
    کلیدواژگان: فریت، جاذب رادار، الکترومغناطیس، پلی آنیلین، رسانایی
  • علی کیانی، روح الله حسینی*، حسین خدارحمی صفحات 768-778

    چندلایه های فلز-کامپوزیت سازه های مرکب تشکیل شده از لایه های سبک کامپوزیتی و لایه های فلزی می باشند که دارای مقاومت ضربه ای و جذب انرژی بالا همراه با وزن پایین می باشند. در این مطالعه، با استفاده از روابط حاکم بر رفتار غیرخطی ورق چندلایه ی فلز-کامپوزیت، به بررسی اثرات مختلف حاکم بر ورق مانند دما و بارگذاری دینامیکی پرداخته شده است. بدین منظور با استفاده از تیوری تغییر شکل های بزرگ وون کارمن اثرات غیرخطی هندسی در نظر گرفته شده است و معادلات حاکم بر جابجایی ورق با استفاده از اصل کار مجازی استخراج گردیده اند. شرایط مرزی در تمامی لبه های ورق به صورت تکیه گاه ساده در نظر گرفته شده است. سپس معادلات مشتقات جزیی غیرخطی حرکت با استفاده از روش گالرکین به حالت معادلات مشتقی ساده تبدیل شده اند که به صورت تحلیلی با استفاده از روش مقیاس های چندگانه حل شده اند و یک رابطه ی تحلیلی برای فرکانس های غیرخطی ورق بدست آمده است. نتایج تحلیل تیوری انجام شده با نتایج ارایه شده در مطالعات پیشین مقایسه گردیده و تطابق خوبی مشاهده شده است. با استفاده از مدل تحلیلی اعتبارسنجی شده، اثر تغییرات درجه حرارت، بستر الاستیک و مقادیر حداکثر فشار مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد که افزایش دامنه بارگذاری، منجر به افزایش تغییر شکل و کاهش نسبت فرکانسی سیستم خواهد شد. همچنین نتایج نشان داد که چندلایه های فلز کامپوزیت می توانند انتخاب مناسبی برای سازه های تحت بارگذاری دینامیکی باشند.

    کلیدواژگان: چندلایه های فلز کامپوزیت، وون کارمن، غیرخطی هندسی، بارگذاری دینامیکی
  • حورا مروجی طبسی، جعفر اسکندری جم*، کرامت ملک زاده فرد، محسن حیدری بنی، شاهین شاه محمدی بنی صفحات 779-790

    با توجه به کاربرد های گسترده صنعتی ورق های چند لایه مرکب بر روی بستر الاستیک موضعی، بررسی و تحلیل ارتعاشات سازه تحت بار صفحه ای از اهمیت بالایی برخوردار است. در این تحقیق برای اولین بار این موضوع مورد بررسی قرارگرفته است. همچنین لازم به ذکر است نوآوری پژوهش حاضر، اعمال بستر الاستیک جزیی در تحلیل ارتعاشات آزاد ورق چند لایه کامپوزیتی هیبریدی می باشد که قبلا کمتر به این موضوع پرداخته شده است. مدل سازی رفتار سیستم، با استفاده از مدل ورق نسبتا ضخیم انجام شده است. در این پژوهش معادلات و شرایط مرزی با استفاده از اصل همیلتون استخراج و روش تحلیلی ناویر و تربیع تفاضلی تعمیم یافته جهت حل معادلات استفاده شده است. ازآن جایی که حل معادلات ورق بر روی بستر الاستیک موضعی از پیچیدگی خاصی برخوردار است، لذا در این پژوهش برای اولین بار مدل سازی بستر الاستیک موضعی بر روی سازه با استفاده از تابع هویساید انجام شده است. سپس فرکانس های طبیعی با استفاده از روش حل تربیع تفاضلی تعمیم یافته به صورت تحلیلی به دست آمده است. ضمنا به ازای شرایط مرزی مختلف، شکل مود های سازه نیز بدست آمده است. اثرات پارامتر های مختلفی مانند نسبت طول به عرض، لایه چینی، تغییر نسبت ضخامت هسته به ضخامت کل، تغییر سفتی و محل بستر الاستیک از سرتاسری به موضعی بر روی رفتار ارتعاشی ورق با بستر الاستیک موضعی مورد بررسی قرارگرفته است. مشخص شد که با افزایش نسبت a/b و a/h فرکانس طبیعی سازه کاهش می یابد.

    کلیدواژگان: بستر الاستیک موضعی، ورق کامپوزیتی هیبریدی، ارتعاش آزاد، روش تربیع تفاضلی تعمیم یافته
  • رضا توانگر*، حمید انصاری مقدم، علیرضا خاوندی صفحات 791-799

    اصطکاک و سایش در اغلب کاربردهای مهندسی امری نامطلوب است، اما در کامپوزیت لنت ترمز، اگر چه سایش امری اجتناب ناپذیر است اصطکاک امری لازم است و دستیابی به یک ضریب اصطکاک مناسب و پایدار دغدغه بسیاری از مهندسین این حوزه می باشد. در این پژوهش با بررسی سطح سایش لنت ترمز نیمه فلزی، مکانیزم های حاکم بر آن مورد بررسی قرار گرفت و تاثیر الیاف فولاد بر تشکیل صفحات تماسی اولیه و ثانویه به عنوان مناطق بلند به وسیله میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) بررسی گردید. آزمون کنترل کیفی لنت ترمز به منظور آشکار سازی سطوح اصطکاکی و تماسی به وسیله دستگاه اندازه گیری ضریب اصطکاک (Chase Machine) براساس استاندارد SAE J661 انجام گرفت و همچنین مورفولوژی و زبری سطح کامپوزیت اصطکاکی به وسیله رویه نگار اپتیکی سطح بررسی گردید. نتایج نشان می دهد که وجود الیاف فلزی به عنوان صفحات تماس اولیه مانند یک سد در مقابل ذرات سایشی عمل کرده و در تشکیل صفحات تماسی ثانویه بسیار موثر بوده و همچنین الیاف فلزی نقش مهمی را در تشکیل فیلم اصطکاکی در کنار مواد روانساز و ساینده ایفا می کنند.

    کلیدواژگان: کامپوزیت لنت ترمز، کامپوزیت زمینه پلیمری، مواد اصطکاکی، فیلم سایشی، الیاف فولادی
  • حامد حلیمی خسروشاهی، فرید وکیلی تهامی*، ابراهیم صفری صفحات 800-807

    در این پژوهش استحکام اتصال کامپوزیت سوپر آلیاژ پایه نیکل Hastelloy X و فولاد زنگ نزن آستنیتی AISI 304L که با استفاده از جوشکاری لیزری تولید شده، مورد مطالعه قرار گرفته است. بدین منظور، دو قطعه ورق ناهمجنس به ضخامت یک میلی متر، به صورت لب به لب و در فیکسچر ورق قرار گرفته و با استفاده از پرتو لیزر Nd-YAG پالسی مورد جوشکاری قرار گرفته اند. برای انجام جوشکاری از مقادیر مختلف برای توان جوشکاری، عرض پالس پرتو لیزر و سرعت جوشکاری استفاده شده و مقادیر پارامترهای فرکانس پرتو، دبی گاز محافظ و قطر پرتو بر روی سطح قطعه، ثابت نگه داشته شده اند. پس از جوشکاری، نمونه های استاندارد آزمایش استحکام از قطعات ورق بریده شده و تحت آزمایش های کشش در دمای بالا و خزش با بار ثابت قرار گرفته اند. نتایج آزمایش های کشش و خزش نشان می دهد که با انتخاب صحیح پارامترهای جوشکاری لیزری می توان اتصال مناسبی میان آلیاژهای Hastelloy X و AISI 304L به دست آورد، به گونه ای که در برخی از نمونه ها استحکام اتصال بیش از استحکام آلیاژ پایه ضعیف تر (AISI 304L) بوده و شکست در نواحی دورتر از اتصال اتفاق افتاده است. همچنین ساختار اتصال با استفاده از میکروسکوپ های نوری و الکترونی روبشی بررسی شده است. داده های حاصل از این میکروسکوپ ها نشان داده است که با بهینه سازی پارامترهای توان پرتو، سرعت جوشکاری و عرض پالس پرتو، اتصال تقریبا بدون ایراد قابل دستیابی است.

    کلیدواژگان: کامپوزیت Hastelloy X - AISI 304L، جوشکاری لیزری، کشش دما بالا، خزش، میکروسکوپ الکترونی روبشی
|
  • Javad Shahbazi Karami, Mohamad Morad Sheikhi, Gholamhasan Payganeh *, Keramat Malekzadeh Fard Pages 661-674
    Tube hydroforming process is an unconventional method to deform tubular components to the desired shape of die cavity by applying high pressure and axial feed displacement. Bi-layered tubing which consists of two different metallic layers (such as aluminum and copper) is recommended to use in complex working environments as it offers combined properties that single layer structure does not have. Using of this tubes are suggested in transferring high-temperature corrosive fluids, aerospace and aviation industries, oil production and nuclear power plants. In this paper, thickness reduction and wrinkle height of the bi-layered hydroformed tube are modeled in terms of geometrical factors (lengths, diameter and thickness of inner and outer tubes, lengths and heights of bulge, Chamfer lengths) using finite element method and design of experiments (DOE) with surface response method (RSM). As well, finite element model was built and experimentally validated. The geometrical factors effects and their interactions on the responses were determined and discussed. Optimum geometrical factors are obtained by minimizing thickness reduction and wrinkle height using multi-objective optimization. The optimization results are in good agreement with the experimental test.
    Keywords: Tube hydroforming, finite element analysis, Response surface method, Multi-objective optimization
  • Seyed Amirhossein Korsavi Kashani, Reza Eslami Farsani * Pages 675-682

    Various methods are required for enhancing the strength of the composites, as a lightweight and optimized replacement for common materials such as metals. Addition of nano materials is a novel method for improving the strength of composite materials. On the other hand, the importance of impact phenomena and its many applications in various industries is obvious for everyone. Therefore, in this research, a multiscale composite of epoxy-basalt fibers containing nano silica and surface-modified nano graphene with a total weight percent of 1% was evaluated under high velocity impact test. Five series of composite samples containing 6 layers of basalt fibers made by hand layup method were impacted by two types of aluminum projectile in the speed of 116 m/s. Ogival and hemispherical head projectiles with the mass of 26.7 and 26.3 grams, respectively, were used. In order to investigate the surface modification process, Fourier transform infrared analysis (FT-IR) was performed and the effect of adding nano materials on the bond between the matrix and the fibers in the microscopic scale was investigated using the SEM microscope. The results showed that the sample containing 0.7% nano silica and 0.3% nano graphene had the best performance in absorbing the energy of the high velocity impact by increasing the absorption about 7.3% for a ogival projectile and 20.4% for a hemispherical projectile compared to a sample without nano materials.

    Keywords: Multiscales composite, High velocity impact, Basalt fibers, Nano silica, Nano graphene
  • Alireza Toluei, Ehsan Etemadi * Pages 683-693
    The z-pins in spite of their small sizes and small weights, but they have been expanded to reduce the disadvantages of composites and sandwich panels, increase their resistances and strengths, and prevent crack growth. In this paper, using a finite element method, the behavior of multi-functional sandwich panels with z-pin cores in average strain rates (between 164-327 1/s) under Split Hopkinson pressure bar (SHPB) test have been investigated. The effects of strain rate and mechanical behavior of multifunctional sandwich panel subjected to dynamic loading were investigated and the results compared with the published experimental tests. Good agreements were found between them. Also, effective parameters such as embedding angle of z-pins, their materials and their diameters were investigated. In conclusion, the results show that the foresaid parameters have effective roles in increasing flow stress and ultimate strength of multifunctional sandwich panels. Furthermore, the mechanical properties of sandwich panel with z-pin and honeycomb were compared. The results show that in the same weight and Volume core condition, the ultimate strength and flexibility of z-pins are respectfully smaller and larger than honeycomb cores.
    Keywords: Strain Rate, Multi-functional sandwich panel, z-pin, Impact, finite element method
  • Mohsen Rahmani, Younes Mohammadi *, Farshad Kakavand Pages 694-704
    Due to wide application of conical sandwich shells in the advanced industries, it is nessesary to investigate the mechanical behavior of theses structures. In this paper, for the first time, by considering the flexibility of the core in the high order sandwich shells theory, the the vibration behavior of the truncated conical sandwich shells which include a porous FG core and two homogeneous face sheets are investigated in various thermal conditions. Temperature dependent materials are used in the core and the facesheets. The power law rule which modified by considering the two types of porosity volume fractions are applied to model the gradually variation of FGMs. By applying Hamilton's energy principle, considering the in-plane stresses in the core and the faces, and nonlinear von-karman strains for both mechanical and thermal stresses, the governing equations of motion are obtained. A Galerkin procedure are used to solve the equations in a simply supported boundary condition. Uniform, linear and nonlinear temperature distributions are used to model the effect of the temperature changing in the sandwich shell. To verify the results of these work, they are compared with FEM results obtained by Abaqus software and for special cases with the results in literature. Eigen frequencies variations are surveyed versus the temperature changing, geometrical effects, porosities, and some others in the numerical examples.
    Keywords: Conical sandwich shell, Functionally Graded Core, High Order Theory, Porosity, temperature distribution
  • Mehdi Rezaeian Delouei, Hassan Abdollah Pour *, Mohammad Tajally, Seyyed Mostafa Mousavizade Pages 705-713

    In this research, silica nanoparticles, graphite nanoparticles, and a mixture of silica and graphite nanoparticles were used to fabricate surface composites on AZ31B by the use of friction stir processing (FSP). The results after 4 passes indicated that, in comparison with as-received AZ31B, the mean grain size in the sir zone for AZ31B/SiO2, AZ31B/graphite, and AZ31B/SiO2/graphite decreased about 82%, 70%, and 80% respectively. Furthermore, in comparison with as-received AZ31B, microhardness increased 33%, 18.8%, and 20.6% respectively. Although graphite, as a solid lubricant, decreased hardness, the results of wear test indicated that wear rate of AZ31B/graphite and AZ31B/SiO2/graphite is almost similar to wear rate of AZ31B/SiO2. The investigation of TEM images indicated that the size of sub-grains for AZ31B/SiO2/graphite was 18% smaller than AZ31B/SiO2. Furthermore, the results of the corrosion test indicated that the corrosion current of AZ31B/SiO2 reduced over 89% compared with as-received AZ31B, and AZ31B/SiO2/graphite had the highest corrosion potential.

    Keywords: Friction stir processing (FSP), Surface nanocomposite, mechanical behavior, Wear test
  • Mahdieh Chegeny *, Shabnam Jahani Zadeh Pages 714-722

    In this research, with the aim of improve the loading efficiency and particle size, Chitosan (CS)-Montmorillonite (MMT) nanocomposite were prepared using a ionic gelatinization method for controlled delivery of curcumin and optimized via response surface method. Different variables (Chitosan concentration, MMT percentage, surfactant concentration, drug amount and sonication time) were used to determine the optimum formulation. Two parameters of polysaccharide concentration and tween volume were selected to obtain optimum formulation with highest loading efficiency and minimum particle size. Polysaccharide concentration, surfactant concentration and sonication time had higher effect on particle size. MMT addition significantly enhanced the entrapment efficiency of Curcumin and the optimal value for MMT was 3 w%. Also, the increase in drug amount (mg/ml) resulted in the increase in entrapment efficiency. Physicochemical characteristics of optimal formulation were determined in terms of entrapment efficiency, release profile, Size, Zeta potential, surface morphology and FTIR spectra. Formulation A2 with 23.8-31.3 nm diameter size, 93.71% entrapment efficiency and -38.73 ± 0.88 mV Zeta potential was selected as the optimum formulation. SEM and FTIR studies revealed spherical morphology and lack of chemical interaction between nano system and drug.

    Keywords: Chitosan, curcumin, Montmorilonite, ionic gelatinization
  • Alireza Adli, Karim Shelesh Nezhad *, MohammadReza Khoshravan Azar, Mohammad Mohammadi Aghdam Pages 723-730

    In this study, the effect of vascular self-healing orientation on tensile strength and healing efficiency of epoxy-glass composite has been experimentally studied. Hollow glass fiber (HGF) of 450±10 μm diameter and 50%-55% hollowness was produced by using an extruder. Following, the HGFs were filled with healing components, and subsequently employed as vascular healing system in composite laminate. The orientations of HGFs were selected at three levels of 0, 45 and 90°. The distance of HGFs was kept at 200 μm. The virgin, damaged and healed specimens were characterized in term of tensile behavior and subsequently the healing efficiency was studied. The results of tensile tests indicated that the presence of blank HGFs in composite lowered the tensile strength as high as 17, 14 and 21% for HGFs angles of 0, 45 and 90°, respectively. As a damage, a strain of 1.2% was initiated in the tensile specimen and afterward the self-healing process was accomplished at temperature of 70 ˚C for a time period of 48 hours. Subsequently, the healing efficiency was measured by tensile testing. The results indicated that the best orientation of the filled HGFs was 45°, where the healing efficiency was equal to 42%. The morphology of fractured HGFs and healed zones was studied by employing scanning electron microscopy.

    Keywords: Self-healing composite, Vascular self-healing, Tensile properties, Epoxy, Glass fiber
  • Sina Farahifar, Mahmood M. Shokrieh *, Mazaher Salamat Talab Pages 731-739

    In the present investigation, the mode I fracture toughness of unidirectional E-glass/vinyl ester composites subjected to sulfuric acid was studied. Specimens were manufactured using the hand lay-up method with the [0]_18 stacking sequence according to standard size. Specimens were exposed to 20 wt.% sulfuric acid (with 98% purity) at the laboratory temperature for 0, 1, 2, 5 and 10 weeks. Subsequent to conditioning for the aforesaid period of times, samples were dried and according to the standard, the double cantilever beam tests were performed to study variations of the initiation and propagation fracture toughness. Results show a reduction in the propagation fracture toughness after conditioning, although the variation of the initiation fracture toughness at the first 5 weeks was increasingly and after that at the 10th week had a significant reduction. Moreover, it was observed that the amount of the crack initiation force of samples was decreased after the conditioning.

    Keywords: Acid aging_glass_vinyl ester_unidirectional composites_initiation_propagation_mode I fracture toughness_double cantilever beam
  • Hadi Moshrefzadeh Sani *, Hasan Mohammadkhani Pages 740-746

    In this paper a new multi-scale method was presented to calculate the elastic modulus of graphene/polymer nano composites. Macro, micro and nano scales were considered within this hierarchical multi-scale method. In macro scale, a nanocomposite was modeled with a cubic representative volume element (RVE) which was constructed by several small cubic elements in micro scale. Each element in micro or nano scale, is made of aligned graphenes which were oriented in three dimensional space via a random algorithm. The stiffness tensor of each element was obtained by Mori-Tanaka micromechanical method and the elastic modulus of the RVE was calculated using a new analytical approach. In fact this method is a development of the laminated analogy, in to a three dimensional version which is in better accordance with the physics of real nanocomposites. It has been shown that the results of the present approach are in good agreement with several experimental works in the literature.

    Keywords: nano composite, multiscale method, Graphene
  • MohammadHadi Meshkenani, Hamzeh Shahrajabian * Pages 747-752

    The purpose of this study is the improvement of the mechanical, thermal, and anti-bacterial properties of the Polylactic Acid (PLA)/Chitosan films by adding the Titanium Oxide nanoparticles. The titanium oxide nanoparticles in content of 1, 3, and 5 wt.% were added into PLA/Chitosan matrix. Tensile test for determining the tensile strength, elastic modulus and elongation, Differential Scanning Calorimetry test for evaluating the thermal properties of the samples, and anti-bacterial test for determining the anti-bacterial behavior of the polymer samples were done. The Scanning Electron microscopy (SEM) mages were taken to investigate the morphology and nanoparticles dispersion in the polymer matrix. The SEM images showed that the nanoparticles were dispersed in the matrix homogenously. The tensile test showed that the nanoparticles in content of 3 wt.% improved the tensile strength and elastic modulus significantly. DSC test showed that the addition of the titanium oxide nanoparticles into PLA/Chitosan increases the crystalline temperature and degree of crystallinity. The nanoparticles improved the anti-bacterial properties of the PLA/Chitosan matrix.

    Keywords: Polylactic Acid, Chitosan, Titanium Oxide nanoparticles, Anti-bacterial properties, Thermal properties
  • Zanganeh Inaloo Zanganeh Inaloo, Mehdi Yarmohammad Tooski * Pages 753-760

    This paper experimentally investigated high velocity impact on basalt reinforced aluminum laminate with nanoclay. The FML plate is made of two Aluminum 2024 facing sheets and basalt/epoxy/nanoclay as nano composite core. Nano composite section has been composed of four basalt fibers 300 g/m2, resin EPR1080, hardener EA1080 and nanoclay Bentonite B0109 dispersed into the epoxy system in a 0%, 1%, 3% and 5% ratio in weight with respect to the matrix. All panels are fabricated using Hand Lay-up method. Ultrasonic device was also used for homogenization and better dispersion of nanoclay in epoxy matrix. Ballistic tests were conducted using Gas Gun at the velocity of 205, 220 and 235 m/s. The results of the ballistic impact experiments show that the addition of nanoclay particles to the structure of this type of FMLs significantly increases the ballistic velocity and energy absorption. Also, the optimum addition rate of these nanoparticles has been 3% of mass compared to the resin; so addition of this amount of nanoclay particles increases the average of ballistic limit velocity and absorbed energy by 6.85% and 14.1%, respectively.

    Keywords: High velocity impact, FML, Nanoclay, Ballistic Limit Velocity, Basalt
  • Seyed Amin Mirmohammadi *, Samahe Sadjadi, Khadijeh Didehban, Elham Yarahmadi, Naeimeh Bahri-Laleh Pages 761-767
    In this research, first Zinc- Cobalt ferrite particles, with Co0.5Zn0.5Fe2O4 formula, was prepared via sol–gel auto-combustion method. The magnetic particles were characterized by WAXD and FT- IR techniques. WAXD analysis exhibited the diffraction peaks of the cubic spinel structure for the synthesized nanoparticles. Then, they were employed in the preparation of PANI/ Co0.5Zn0.5Fe2O4 composites, with 3:1, 1:1 and 1:6 weight ratios, by in situ polymerization of aniline monomer in the presence of proper amount of Co0.5Zn0.5Fe2O4 nano particles and ammonium persulfate as initiator. The synthesized composites were analyzed by FT-IR, SEM and XRD methods. Subsequently, polyaniline/Co0.5Zn0.5Fe2O4 particles were incorporated (in 20 wt. %) in an epoxy resin matrix to produce final nanocomposites. The morphological properties of these composites were investigated by TEM. Based on TEM image, particle sizes between 10-100 nm were found for polyaniline/Co0.5Zn0.5Fe2O4 nano powders. The reflection loss of fabricated nano composites was measured in the radar region, i.e. the frequency range of 8-12 GHz. In the proper amount of 1:1 weight ratio of polyaniline to Co0.5Zn0.5Fe2O4, reflection loss reached its minimum value of -16 dB
    Keywords: ferrite, Radar absorber, Electromagnetic, Polyaniline, Conductivity
  • Ali Kiani, Rouhollah Hosseini *, Hossein Khoda Rahmi Pages 768-778

    Fiber metal laminates (FMLs) are hybrid structures composed of composite lightweight layers and aluminum layers that have high impact resistance and energy absorption along with low weight. In this study, by using of governing equation of non-linear behavior of FMLs, the effect of various parameter such as temperature and dynamic loading have been investigated. For this purpose, the geometric nonlinearity effects are taken into account with the von Kármán large deflection theory and the governing equations of motion for the plate are derived by the use of the virtual work principle. The simply supported boundary conditions are considered for all edges of the plate. Then, Nonlinear Partial differential Equations (PDEs) of motion by using of the Galerkin method are transformed to a single nonlinear Ordinary Differential Equation (ODE), which is solved analytically by the multiple time scales method, and an analytical relation is found for the nonlinear frequency of these plates. The results of conducted theoretical analyses compared with the presented results in the literature and good agreement is found. By using the validated theoretical model, the influences of changes in temperature change, elastic foundation and peak pressure values are investigated. The results indicated that increasing the peak pressure values would lead to an increase in deformation and a decrease in the frequency ratio of the system. The results also show that FMLs would be a good choice for structures under dynamic loads.

    Keywords: Fiber–metal laminates, von Kármán, geometric nonlinearity, Dynamic Loading
  • Horae Moraveji Tabasi, Jafar Eskandari Jam *, Karamat Malekzadeh, Mohsen Heydari -Beni, Shahin Shahmohammadi Beni Pages 779-790

    This research presents, free vibration analysis of fiber metal-laminated (FML) plates on a total and partial elastic foundation using the generalized differential quadrature method (GDQM). The partial foundation consists of multi-section Winkler and Pasternak type elastic foundation. Taking into consideration the first-order shear deformation theory (FSDT), FML plate is modeled and its equations of motion and boundary conditions are derived using Hamilton’s principle. The formulations include Heaviside function effects due to the nonhomogeneous foundation. The novelty of this study is considering the effects of partial foundation and in-plane loading, in addition to considering the various boundary conditions of FML plate. A computer program is written using the present formulation for calculating the natural frequencies of composite plates without contact with elastic foundation and composite plates resting on partial foundations. The validation is done by comparison of continuous element model with available results in the literature. The results show that the constant of total or partial spring, elastic foundation parameter, thickness ratio, frequency mode number and boundary conditions play an important role on natural frequency of the FML plate resting on partial foundation under in-plane force.

    Keywords: partial elastic foundation, FML composite plate, Free vibration, GDQ method
  • Reza Tavangar *, Hamid Ansari Moghadam, Alireza Khavandi Pages 791-799

    Friction and wear in most engineering applications are undesirable phenomena, however in friction material composites, though wear is inevitable, friction is indispensable and reaching to a suitable and stable friction coefficient has been a major concern of many engineers. In this research, the surface wear of semi-metallic brake pad has been studied to assess the governing mechanism of friction surface. To get that point, the effect of steel fibers on the formation of primary and secondary contact plateaus as high lands through scanning electron microscopy (SEM) were investigated. In order to detect the friction layer of the composite, friction test was evaluated according to SAE J661 standard test procedure by a chase machine. The white light interferometer (WLI) was employed to reveal the surface roughness of the friction composite after braking. Output results showed that the presence of metal fibers as primary contact plateaus act as an anchor against abrasive particles and dust playing an effective role in forming the secondary plateaus. As such, metal fibers play an important role in the formation of friction film along with abrasive and lubricant materials.

    Keywords: Brake pad composite, Polymer matrix composite, Friction material, friction film, steel fiber
  • Hamed Halimi Khosroshahi, Farid Vakili Tahami *, Ebrahim Safari Pages 800-807

    This study investigates the strength of Hastelloy X nickel-based superalloy and AISI 304L austenitic stainless steel composite joint produced by laser welding. Two pieces of 1mm thick dissimilar plates are butt jointed together on a sheet fixture and welded using a pulsed Nd-YAG laser beam. In the welding process, different values are used for welding power, laser beam pulse width and welding speed. Values for the beam frequency, shielding gas flow rate and beam diameter are kept constant on the surface of the work piece. After welding, suitable specimens were cut from sheet components and subjected to high-temperature tensile tests and constant load creep. The results of tensile and creep tests show that by choosing the right laser welding parameters, a proper bonding between Hastelloy X and AISI 304L alloys can be achieved. In some samples, the joints strength is higher than the corresponding value of base alloy strength (AISI 304L), and the failure occurred in the base alloy region. Optical and scanning electron microscopes have also been used to examine the structure of the joint. The data from these microscopes shows that joints almost free of defects can be achieved by optimizing the beam power, welding speed and pulse width.

    Keywords: AISI 304L – Hastelloy X composite_Laser welding_High-temperature tensile_Creep_Scan electron microscope