به جمع مشترکان مگیران بپیوندید!

تنها با پرداخت 70 هزارتومان حق اشتراک سالانه به متن مقالات دسترسی داشته باشید و 100 مقاله را بدون هزینه دیگری دریافت کنید.

برای پرداخت حق اشتراک اگر عضو هستید وارد شوید در غیر این صورت حساب کاربری جدید ایجاد کنید

عضویت

جستجوی مقالات مرتبط با کلیدواژه « نرخ کرنش » در نشریات گروه « فنی و مهندسی »

  • حسین طالبی قادیکلایی*، رامین هاشمی، امیرحسین بامداد، احسان درچه پور

    استخراج خواص مکانیکی (مومسان-شکست) ورق های فلزی در شرایط شبه استاتیک و دینامیکی یکی از مسائل اساسی در تحلیل برخورد سازه ها و تصادفات میباشد. بر اساس مراجع و استاندارها، نمونه هایی با هندسه های مختلف قابلیت به کارگیری به منظور استخراج خواص مکانیکی دینامیکی و شبه استاتیک را دارا می باشند. با توجه به وابستگی نتایج رفتار مومسان و کرنش شکست به هندسه نمونه آزمون، ضروری است تا نمونهای در شرایط دینامیکی مورد استفاده قرار گیرد که حداکثر انطباق را با نمونه های آزمون کشش تک محوری شبه استاتیک داشته و در هر دو حالت شبه استاتیک و دینامیکی قابلیت به کارگیری داشته باشد. لذا، در پژوهش حاضر در ابتدا هندسه های مختلفی برای تعیین رفتار مومسان طراحی و مورد ارزیابی قرار گرفت. اثر پارامترهای هندسی بر نتایج حاصل از آزمون های کشش تک محوری ارزیابی شده و نمونهای مناسب جهت استخراج خواص مکانیکی دینامیکی و شبه استاتیکی ارائه شد. همچنین، بر اساس نتایج آزمون های کشش تک محوری شبه استاتیک و دینامیک بر نمونه منتخب در نرخ کرنش های 01/0 تا 30  ، میزان حساسیت رفتار مومسان ورق به نرخ کرنش تعیین گردید. همچنین، از طریق کالیبراسیون ضرایب معادله ساختاری جانسون-کوک، رفتار مومسان وابسته به نرخ کرنش در محدوده مورد نظر و نرخ کرنش های فراتر از آن تعیین شد.

    کلید واژگان: رفتار مومسان, کرنش, نرخ کرنش, جانسون-کوک, رفتار دینامیکی}
    Hossein Talebi-Ghadikolaee *, Ramin Hashemi, Amirhossein Bamdad, Ehsan Dorchepour

    Extraction of mechanical properties, including plastic and fracture properties, of sheet metal under quasi-static and dynamic states is one of the fundamental issues in crashworthiness studies. According to standards, samples with various geometries can be employed to extract dynamic and quasi-static mechanical properties. Given the dependence of the yield behavior results and fracture strain on the geometry of the test specimen, it is essential for a specimen used under dynamic conditions to have maximum compatibility with quasi-static uniaxial tension test specimens and to be usable in both conditions. Therefore, in the present study, various geometries were initially designed and evaluated to determine plastic behavior. The effect of geometric parameters on the results of uniaxial tension tests was evaluated, and a suitable specimen for extracting dynamic and quasi-static mechanical properties was presented. Additionally, based on the results of quasi-static and dynamic uniaxial tension tests on the selected specimen at strain rates of 0.01/s to 30/s, the sensitivity of the plastic behavior to strain rate was determined. Furthermore, through the calibration of the coefficients of the Johnson-Cook constitutive model, strain rate-dependent plastic behavior was determined within the desired range and strain rates beyond that.

    Keywords: Plastic Behavior, Strain, Strain Rate, Johnson-Cock, Dynamic Behavior}
  • علی شیرافکن، غلامحسین مجذوبی، محمد کشفی*
    ورقه های فلزی الیافی در دهه گذشته به دلیل خواص مکانیکی مطلوب مورد توجه صنایع هوایی و خودروسازی قرارگرفته اند. این لمینت ها از لایه های فلزی نازک و یک لایه اپوکسی تقویت شده با الیاف تشکیل شده اند. گلار 1/2 از یک لایه اپوکسی تقویت شده با الیاف شیشه تشکیل شده که بین دولایه آلومینیوم 2024 قرارگرفته است. این مطالعه به بررسی تاثیر دما و نرخ کرنش برروی رفتار مکانیکی گلار 1/2 تحت بارگذاری خمشی تمرکز دارد. نمونه ها با نرخ بارگذاری 03/0 و 3/0 بر ثانیه و در دماهای 25، 60 و 100 درجه سلسیوس تحت آزمایش خمش قرار گرفتند. منحنی های نیرو-جابجایی برای خمش سه نقطه ای در دماها و نرخ های کرنش مختلف استخراج شدند. تغییرشکل لایه ها با استفاده از فن آوری پردازش تصویر رصد شدند. نتایج نشان داد که با افزایش دما از 25 به 100 درجه سلسیوس، حداکثر نیروی خمشی کاهش قابل توجهی دارد. این کاهش برای نرخ بارگذاری 03/0 بر ثانیه 51% و برای نرخ بارگذاری 3/0 بر ثانیه، 30% بود. با این حال، افزایش در نرخ بارگذاری گلار 1/2 منجر به افزایش بیشتر حداکثر نیروی خمشی شد. برای تمامی دماها، افزایش نرخ بارگذاری نیز باعث افزایش ضریب الاستیک خمشی شد. همچنین، نتایج نشان داد که با استفاده از تغییر شکل های به دست آمده در دماها و نرخ های بارگذاری مختلف، می توان تغییر شکل گلار 1/2 را در فرآیندهای شکل دهی کنترل نمود.
    کلید واژگان: تورق, خمش سه نقطه ای, دما, نرخ کرنش, خواص مکانیکی}
    Ali Shirafkan, Gholamhossein Majzoobi, Mohammad Kashfi *
    Fiber metal laminates have garnered attention from the aviation and automotive industries due to their favorable mechanical properties. These laminates consist of thin metal layers and a fiber-reinforced epoxy layer. This study focuses on investigating and analyzing the impact of temperature and strain rate on GLARE 2/1 under bending conditions. GLARE 2/1 are composed of one layer of epoxy reinforced with glass fibers sandwiched between two layers of aluminum 2024. The samples were subjected to bending with loading rates of 0.03 and 0.3 1/s at temperatures of 25, 60, and 100 degrees Celsius.The force-displacement curves were extracted for three-point bending at different temperatures and strain rates. The deformation of the layers was observed using digital image correlation technology. The results indicate that, in GLARE 2/1 and at a constant loading speed, with increasing temperature, the maximum bending force decreases, this value decreased by 51% at a loading rate of 0.031/s and at 100 degrees Celsius compared to 25 degrees Celsius and this value decreased 30% at a loading rate of 0.3 1/s. Increasing the loading speed in GLARE 2/1 samples leads to a greater increase in the maximum bending force. The bending elastic coefficient at a loading rate of 0.3 1/s is higher than at a loading rate of 0.03 1/s at all temperatures. By utilizing the deformations obtained under different temperature and loading conditions, it is possible to control the deformation of GLARE 2/1 in forming processes.
    Keywords: Delamination, 3-Point Bending, Temperature, Strain Rate, Mechanical properties}
  • مصطفی عباس زاده ولوجردی، سید مجتبی زبرجد*، محمدهادی مقیم
    مقدمه

    به منظور بهبود خواص فیزیکی و مکانیکی پلی اتیلن افزودن برخی تقویت کننده ها مانند خاک رس به آن بسیار رایج است. خاک رس به عنوان یکی از مهمترین تقویت کننده ها جهت افزودن به پلیمرهای مختلف می باشد که منجر به تولید دسته جدیدی از مواد به نام کامپوزیت های پلیمر- خاک رس شده است.

    روش

    در تحقیق حاضر، رفتار کششی نانو کامپوزیت های زمینه پلی اتیلن تقویت شده با درصدهای مختلف نانو ذرات خاک رس از نوع مونت موریلونیت (0، 1، 3، 5 و 10) در دو نرخ کرنش (1/0 وmin-1 5/0) و دو دمای متفاوت (25 و 50 درجه سانتی گراد) مورد بررسی قرار گرفته است. برای این منظور نمونه های استاندارد با استفاده از روش قالب گیری تزریقی تهیه شدند. همچنین سطح شکست نمونه های تغییر شکل یافته به همراه سطح جانبی نمونه های کرنش یافته به ترتیب با استفاده از میکروسکوپ الکترونی روبشی و میکروسکوپ نوری مورد بررسی قرار گرفت.

    یافته ها

    نتایج به دست آمده از آزمایش کشش نشان داد که خواص کششی پلی اتیلن به مقدار نانو خاک رس و وابستگی دارد. ب طوریکه با افزایش نانوخاک رس تا 10 درصد وزنی استحکام تسلیم از 24 به 28 مگاپاسکال افزایش می یابد. بررسی مدل ایرینگ نشان می دهد که افزودن نانو ذرات خاک رس تا 10 درصد وزنی ، باعث افزایش میزان تغییرات آنتالپی از 97/64 به بالاتر از 100 kj/mol و حجم فعال سازی از 0049/0 به 01/0 می شود.

    نتیجه گیری

    نتایج ارزیابی میکروسکوپی بیانگر نقش پررنگ نانوذرات خاک رس در فعال شدن باندهای برشی در حین تغییر شکل پلی اتیلن می باشد.

    کلید واژگان: پلی اتیلن, خاک رس, نرخ کرنش, رفتار کششی}
    Mostafa Abbaszadeh Valojerdi, Seyed Mojtaba Zebarjad *, MohammadHadi Moghim
    Introduction

    In this research, the tensile behavior of polyethylene matrix nanocomposites reinforced with different percentages of clay nanoparticles (0, 1, 3, 5 and 10) at two strain rates (0.1 and 0.5 min-1) and two different temperatures (25 and 50 degrees Celsius) has been investigated.  

    Methods

    For this purpose, standard samples were prepared using injection molding method. Also, the fracture surface of the deformed samples along with the side surface of the stretched samples were examined using scanning electron microscope and light microscope, respectively.

    Findings

    The results obtained from the tensile test showed that the tensile properties of polyethylene strongly depend on the content of nano clay. Examining the Eyring model showed that the addition of clay nanoparticles up to 10 wt% causes to increase the amount of enthalpy changes from 64.97 to greater than 100 kj/mol and activation volume from 0.0049 to 0.01

    Keywords: Polyethylene, Clay, Strain rate, Tensile Behavior}
  • علی احمدی، جعفر بلوری بزاز*
    ارزیابی سرعت جریان در یک محیط متخلخل همواره یکی از مسائل حائز اهمیت در مهندسی ژئوتکنیک است. باطله های معدنی با رطوبت بالاتر از حد روانی به شکل دوغاب قابلیت فشردگی زیادی دارند و برای ذخیره سازی مناسب آن ها در مخزن سد باطله به یک روش بهسازی مانند پیش بارگذاری خلا نیاز است. مطالعه حاضر، به بررسی آزمایشگاهی تاثیر رطوبت نمونه و شدت فشار مکش اعمالی بر تغییرات زمانی سرعت جریان در محیط پرداخته است. آزمون ها بر روی نمونه های اشباع مصالح باطله ریزدانه مربوط به معدن مس سونگون انجام می شود. نتایج نشان می دهند که نمودارهای حجم آب تخلیه شده و کرنش قائم نمونه ها با تقریب بسیار خوبی از یک تابع نمایی بر حسب زمان پیروی می کند. با فرض برقراری جریان دارسی در مصالح آزمون، روابطی برای تعیین سرعت جریان بر اساس دو رویکرد نرخ تخلیه آب منفذی و نرخ کرنش قائم نمونه ها ارائه می شود. سپس، به مقایسه نتایج حاصل از دو رویکرد در محاسبه سرعت جریان و تفسیر مشاهدات آزمایشگاهی پرداخته می شود. نتایج همچنین نشان می دهند که با افزایش رطوبت نمونه و فشار مکش، سرعت جریان افزایش پیدا می کند. علاوه بر آن، پیش بارگذاری خلا تا دستیابی نمونه ها به یک نسبت تخلخل معین ادامه پیدا می کند. در ادامه، یک رابطه نوین برای محاسبه متوسط درجه تحکیم لایه بر اساس نسبت سرعت جریان پیشنهاد می شود و سرانجام، رابطه پیشنهادی با تخمین مقدار ضریب قابلیت فشردگی حجمی برای داده های مطالعه حاضر به کمک آزمون ادئومتری و یک پروژه بهسازی پیش بارگذاری خلا در ساحل دالیان چین با دقت بسیار خوبی صحت سنجی می شود.
    کلید واژگان: سرعت جریان, نرخ کرنش, فشار مکش, رطوبت, پیش بارگذاری خلا}
    Ali Ahmadi
    Evaluation of flow velocity in a porous medium is one of the important subjects in geotechnical engineering. Mine tailings with high water content larger than the liquid limit in the form of slurry have high compressibility, hence, a suitable improvement method such as vacuum preloading is required to use materials in the tailings dam. The present study investigates the effect of sample water content and suction pressure level on time-dependent changes in flow velocity. The tests are performed on saturated samples of fine-grained tailings from the Sungun copper mine. The results show that the graphs of drained water volume and vertical strain of samples follow an exponential function of time with a very good approximation. Assuming Darcian flow through the test materials, relationships are presented to determine the flow velocity based on two approaches including the pore water discharge rate and vertical strain rate of samples. Then, results of the two approaches in calculating the flow velocity and interpreting laboratory observations are compared. The results also demonstrate that the flow velocity increases with sample water content and suction pressure. In addition, vacuum preloading continues until samples reach a certain void ratio. Furthermore, a new relation is proposed to calculate the average degree of consolidation for the layer based on the flow velocity ratio. Finally, the proposed relationship is accurately verified with the estimation of the volumetric compressibility coefficient for the data of the present study using the Oedometer test and a vacuum preloading improvement project on Dalian coast of China.
    Keywords: Flow Velocity, Strain Rate, Suction pressure, Water content, Vacuum preloading}
  • فرشید خلوصی، علی علوی نیا*

    پلیمرها در طیف وسیعی از صنایع کاربرد دارند. در این پژوهش، به بررسی رفتار مکانیکی پلیمرهای مورد استفاده در صنایع شیشه سازی پرداخته شده است. پلیمرهای مورد بررسی شامل پلی یورتان ترموپلاستیک (TPU)، پلی وینیل بوتیرال (PVB) و سنتری گلس (SG) بودند. این پلیمرها در نرخ کرنش های مختلف از s-1 001/0 تا 25/0 تحت آزمایش های کشش و فشار قرار گرفتند. همچنین، خواص دینامیکی مکانیکی پلیمرها با استفاده از آزمون آنالیز دینامیکی مکانیکی در فرکانس ثابت انجام شد. نتایج آزمون کشش نشان داد که رفتار مکانیکی پلی یورتان به نرخ کرنش وابسته نبوده ولی SG به شدت به نرخ کرنش حساس بوده است. همچنین، با افزایش نرخ کرنش، تنش شکست SG به شدت کاهش یافت. نتایج آزمون فشار نشان داد که TPU تنش بیشتری را می تواند تحمل کند. دمای شیشه ای شدن TPU نسبت به پلیمرهای دیگر پایین تر بود. در مجموع می توان نتیجه گرفت که در میان پلیمرهای مورد بررسی در این پژوهش، TPU رفتار مکانیکی بهتری داشته است.

    کلید واژگان: پلیمر, نرخ کرنش, آزمون دینامیکی مکانیکی, بارگذاری شبه استاتیکی., میان لایه}
    Farshid Kholoosi, Ali Alavi Nia*

    Polymers are used in a wide range of industries. In this research, the mechanical behavior of polymers used in the glass industry has been studied. The investigated polymers included thermoplastic polyurethane (TPU), polyvinyl butyral (PVB) and sentry glas (SG). These polymers were subjected to tension and compression tests at different strain rates from 0.001 to 0.25 s-1. Also, the mechanical dynamic properties of the polymers were extracted using the mechanical dynamic analysis test at a constant frequency. The tensile test results showed that the mechanical behavior of polyurethane is not dependent on strain rate, but SG is highly sensitive to strain rate. Also, with increasing strain rate, the fracture stress of SG decreased drastically. The pressure test results showed that TPU can withstand more stress. The glass transition temperature of TPU was lower than the other two polymers. Overall, it can be concluded that among the polymers studied in this research, TPU had better mechanical behavior.

    Keywords: Polymer, strain rate, mechanical dynamic analysis, quasi-static loading, interlayer}
  • امیرحسین فشامیها، احسان رسولی اسکوئی، محمدمهدی صالحی*

    شبیه سازی عددی شعله های آشفته با روش ریزشعله آرام در شرایط شدت آشفتگی بالا به سادگی میسر نیست. نتایج تجربی و شبیه سازی عددی مستقیم نشان می دهد که وارد کردن اثرات کرنش در تولید جداول ریزشعله ها می تواند دقت مدل سازی را به صورت قابل توجهی افزایش دهد. به طوری که در این پژوهش با اعمال اثرات کرنش طول شعله نسبت به حالت بدون کرنش افزایش 30 میلی متری دارد. در این پژوهش روش ریزشعله آرام کرنش یافته در شبیه سازی شعله های آشفته پیش مخلوط پیاده سازی و مورد ارزیابی قرار گرفته است. برای تولید جداول ریزشعله ها از شعله جریان متقابل پیش مخلوط استفاده شده است. این جداول با استفاده از دو متغیر پیشرفت واکنش و روش تابع توزیع احتمال پیش فرض در حل گر دینامیک سیالات محاسباتی مورد استفاده قرار می گیرد. مدل بدست آمده در این پژوهش برای شبیه سازی رینولدز-متوسط شعله آشفته یک مشعل بنزن پیلوت دار مورد استفاده قرار گرفته است. این مشعل از رویکرد نوینی جهت افزایش شدت آشفتگی ورودی بهره می برد. نتایج نشان می دهد که استفاده از روش ریزشعله آرام کرنش یافته در مقایسه با ریزشعله کرنش نیافته سرعت انتشار شعله و در نتیجه طول شعله را به مقدار قابل توجهی بهتر پیش بینی می کند.

    کلید واژگان: احتراق, آشفتگی, شعله پیش مخلوط, مدل ریزشعله آرام, نرخ کرنش}
    Amirhossein Fashamiha, Ehsan Rasouli Oskuei, MohammadMahdi Salehi *

    Numerical simulation of turbulent flames with laminar flamelet models is not easily possible under high turbulence intensity conditions. Experimental results and direct numerical simulations show that introducing strain effects in the production of flamelet tables can significantly increase the accuracy of modeling. In this work, implementing the strain effects in the model results in 30 mm increase in the flame height relative to the unstrained model. In this work, a strained flamlet model has been implemented and evaluated in the simulation of turbulent premixed flames. The premixed counterflow flame has been used to produce the flamelet tables. These tables are used in the computational fluid dynamics solver using two reaction progress variables and the presumed probability density function method. The model obtained in this research has been used in Reynolds-Averaged simulation of a turbulent piloted premixed flame in a bunsen burner. This burner utilized a novel approach to highly increase the input turbulence intensity. The results show that the strained flamelet model predicts the flame propagation speed and consequently the flame length, significantly better compared to the unstrained flamelet model.
    .

    Keywords: Combustion, Turbulence, Premixed flame, Laminar flamlet model, Strain Rate}
  • سید محمدعرفان موسوی، محمدجواد اشرفی*، سعید میر شفیعی

    دستگاه آزمایش میله فشاری هاپکینسون برای تعیین خواص مکانیکی وابسته به نرخ کرنش مواد استفاده می شود. پارامترهای مختلفی بر اعتبار نتایج این آزمایش تاثیرگذار است. در این مقاله اثر ابعاد نمونه آزمایش و همچنین اصطکاک بر نتایج آزمایش هاپکینسون فشاری به روش عددی و آزمایشگاهی موردبررسی قرارگرفته است. برای انجام شبیه سازی ها از نرم افزار ABAQUS/Explicit استفاده شده است. با انجام شبیه سازی، سیگنال هایی که در محل کرنش سنج هستند استخراج شده و با تیوری انتشار موج به منحنی تنش-کرنش تبدیل می گردند. با مقایسه این نمودارها با نمودار تنش-کرنش برای حالت های مختلف اصطکاک و ابعاد، اعتبار آزمایش و نتایج آن بررسی می شود. بررسی ها نشان می دهد افزایش اصطکاک باعث افزایش تنش و کاهش کرنش در نمودار تنش-کرنش خروجی شبیه سازی و آزمایش تجربی می شود و بهترین نتیجه در حالتی که اصطکاک صفر باشد حاصل می شود. مشاهده گردید با افزایش نسبت طول به قطر، اختلاف نتایج برای ضرایب اصطکاک مختلف کاهش می یابد. به طور مشخص در نتایج شبیه سازی اختلاف بیشینه تنش با فرض با و بدون روانکاری برای نسبت طول به قطر 25/0، 5/0، 0/1 و 5/1 بترتیب 58%، 18%، 9% و 5% می باشد و روند مشابهی در نتایج تجربی مشاهده می گردد. به عبارت دیگر با تغییر ابعاد نمونه آزمایش در حضور اصطکاک، تغییر در نمودار تنش-کرنش مشابه اثر افزایش نرخ کرنش مشاهده می شود که می تواند ناشی از اثر متقابل اندازه نمونه و اصطکاک باشد. هرچه اصطکاک افزایش پیدا کند خطای ایجاد شده کرنش کلی نمونه را کاهش و تنش تسلیم افزایش خواهد داد.

    کلید واژگان: آزمایش هاپکینسون فشاری, ابعاد نمونه آزمایش, اصطکاک, نرخ کرنش}
    Seyed MohamadErfan Mossavi, MohammadJavad Ashrafi *, Saeed Mirshafiee

    Split Hopkinson pressure bar apparatus (SHPB) is used commonly for determining high strain rate material properties. The validity of the SHPB test results depend on many parameters. In this paper, the effect of specimen dimension (aspect ratio) as well as friction on test results is studied both numerically and experimentally. ABAQUS/Explicit is used for numerical study. To this end, the signals at strain gage positions (on input and out bars) are extracted and stress-strain curve of the specimen is determined using wave propagation analysis. By comparing these stress-strain curves for different states of friction and specimen dimensions, the validity of the experimental and numerical results are checked. By increasing friction, the stress increase and strain decrease in the output stress-strain curve and the best result is for no friction condition. Its is observed that by increasing the aspect ratio, the discrepancy of the results for different friction conditions decreases. Specifically, in simulation results, the difference between maximum stresses of with and without lubrication for aspect ratios 0.25, 0.5, 1.0 and 1.5 are 58%, 18%, 9% and 5%, respectively which is in agreement with experimental trends. In other words, different stress-strain curves are obtained for different aspect ratios in the presence of friction which is mainly due to the friction effect rather than strain rate effect. As the friction increases, the error will reduce the overall strain of the sample and increase the yield stress.

    Keywords: Split Hopkinson pressure bar, Specimen dimension, friction, Strain rate}
  • فرید حسینی منسوب، علی باستی*، ابوالفضل درویزه، اصغر زاجکانی

    در این مقاله یک روش عددی برای مدلی که توانایی بیان حد شکل پذیری ورقهای فولادی را بر اساس نرخ کرنش، گلویی شدن موضعی و آسیب نرم را داشته باشد ارایه شده است. شکل پذیری ورق را می توان توانایی ورق در تغییر شکل و تبدیل شدن به شکل مورد نظر بدون پارگی و گلویی شدن، تعریف کرد. یکی از روش های معروف که محدودیتهای فوق را نشان می دهد نمودار حد شکل دهی می باشد. با کاربرد معادله توانی کرنش سختی فلزات که وابسته به نرخ کرنش می باشد در تیوری ورتکس، ضمن اینکه پدیده گلویی شدن موضعی را می توان بررسی کرد اثر نرخ کرنش را نیز می توان لحاظ نمود. هدف دیگر این مقاله آنالیز حد شکل پذیری ورقهای فولادی بر اساس معیار آسیب نرم وابسته به حالت تنش (سه محورگی تنش و پارامتر لود) است. نتایج مدل عددی ارایه شده در سابروتین نرم افزار المان محدود آباکوس با نتایج آزمایشگاهی در ورقهای فولادی St13 و St14 برای اعتبار سنجی مقایسه گردید و مشخص شد که این مدل عددی دارای دقت بسیار بالایی می باشد. همچنین بر اساس این نتایج، نمودارهای حد شکل دهی ورقهای فولادی وابسته به نرخ کرنش می باشد. به طوری که با افزایش نرخ کرنش سطح نمودارهای حد شکل دهی افزایش یافته و این افزایش سطح در نرخ کرنشهای بالا نسبت به نرخ کرنشهای پایین قابل ملاحظه می باشد.

    کلید واژگان: آسیب نرم, حالتهای تنش, نرخ کرنش, حد شکل دهی, تئوری ورتکس}
    Farid Hosseini Mansoub, Ali Basti *, Aboulfazl Darvizeh, Asghar Zajkani

    In the present paper, a predictive strain-rate-dependent model of localized necking is developed by using a modified Vertex theory. A novel ductile damage -based criterion is proposed to control the necking parameters including on stress triaxiality, strain hardening exponent and Lode parameters. As a characterization parameter, elastic modulus is eventually chosen to measure the ductile damage during process of plastic deforming. Furthermore, a vectorized user - defined material subroutine is developed to finite element simulation by ABAQUS software, according to original formulations, in order to create linkage between related essential models. A typical strain rate-dependent metal is selected to validate the modified Vertex theory. To examine the accuracy of the results from present simulated study, the applicability is considered to compare with the experimental results. Tests of forming are also performed for St 13 and St14 sheets to measure forming limit diagram (FLD). It should be noted that the simulated FLDs are in good agreement with the experimental data. However, this correlation at low strain rates is better than high strain rates. However, this increase will be infinitesimal for the lower strain rates as compared to the higher ones.

    Keywords: Ductile Damage, Stress State, Strain Rate, Forming Limit Diagrams, Vertex Theory}
  • علیرضا شماعی کاشانی*

    در تحقیق حاضر با ارایه مدلی تیوری مدول اتصال چسبی دولبه در نرخ های کرنش مختلف در بازه نرخ کرنش استاتیک تا s-11055پیش بینی می شود. بدین منظور با استفاده از پارامترهای هندسی و مدول الاستیک کششی چسبنده و مدول برشی لایه چسب در دو نرخ کرنش متفاوت، سهم هر یک از اجزا از نرخ کرنش اعمالی محاسبه شده و با محاسبه مدول برشی لایه چسب در سهم نرخ کرنش خود، مدول دینامیکی اتصال چسبی دولبه محاسبه می شود. مزیت چنین مدلی پیش بینی رفتار هرنوع اتصال چسبی بدون نیاز به انجام آزمایش با داشتن خواص چسبنده و لایه چسب و ابعاد هندسی اتصال است. در کنار مدل تیوری ارایه شده، مدلی المان محدود با استفاده از محیط نرم افزار آباکوس صریح ارایه می شود که با استفاده از خواص مکانیکی الاستیک اجزای اتصال و چگالی آن ها به همراه پارامترهای هندسی اتصال، مدول دینامیکی اتصال چسبی را پیش بینی می کند. مقایسه نتایج، همخوانی مطلوب نتایج مدل تیوری ارایه شده در این تحقیق و مدل المان محدود را نشان می دهد؛ به طوری که هر دو مدل روند افزایش مدول اتصال چسبی دولبه با افزایش نرخ کرنش را پیش بینی کرده و حداکثر اختلاف دو مدل کمتر از نه درصد است.

    کلید واژگان: اتصال چسبی دولبه, نرخ کرنش, روش تئوری, المان محدود}
    A.R. Shamaei Kashani *

    In the present research, the modulus of a double lap bonded joint in the strain rate ranges of 0 to 1055 S-1 is predicted by a theoretical model. In this approach, using geometrical parameters of bonded joint, elastic young modulus of adherends and shear modulus of the adhesive layer at two different strain rates, strain rate sharing of bonded joint’ constituents can be calculated. Also, using these data, shear modulus of the adhesive layer at its share of strain rate is calculated; Then, using these data, dynamic modulus of double lap bonded joint can be computed. Calculating stiffness of the double lap bonded joint using geometrical parameters of bonded joint and mechanical parameters of constituents without need to do the test is the advantage of this model. Also, in this manuscript, a finite element model (using Abaqus Explicit) is presented in order to predict dynamic modulus of double lap bonded joint using elastic mechanical properties of bonded joint constituents, their densities and bonded joint geometrical parameters. The two presented models show a similar trend in the prediction of double lap bonded joint’ modulus; in a way that, at the two models, bonded joint’ modulus is increased by increasing strain rate. The maximum difference between the two models is about nine percent.

    Keywords: Double lap bonded joint, Strain rate, theoretical method, finite element method}
  • سید سماالدین محیط زاده، سید حجت هاشمی*

    در این تحقیق اثر تغییرات تکانه ضربه زننده بر انرژی شکست فولاد API X65 در آزمایش ضربه شارپی مورد بررسی عددی و تجربی قرار گرفت. در آزمایش های تجربی سرعت برخورد بین 3/50 تا m/s5/72 متغیر بود که تامین کننده انرژی برخورد بین 450 تا 1200ژول بود. نتایج تجربی نشان داد که با افزایش سرعت برخورد، میزان انرژی شکست صعودی است؛ به طوری که با 63% افزایش سرعت برخورد، انرژی شکست 15% افزایش می یابد و دلیل آن، وابستگی خواص ماده به نرخ کرنش و افزایش مقاومت شکست فولاد در نرخ بارگذاری بالاتر است. تحلیل عددی در دو بخش توسط نرم افزار آباکوس انجام شد. در بخش نخست، سرعت ضربه زننده به میزان m/s5/5 ثابت فرض شد که با تغییر جرم، انرژی ضربه از 300 تا 1200ژول تغییر کرد. در بخش دوم، جرم ضربه زننده به میزان kg50 ثابت و با تغییر سرعت، انرژی برخورد بین 625 تا 1600ژول متغیر بود. نتایج شبیه سازی نشان داد که تغییر جرم در سرعت ثابت تاثیری بر انرژی شکست ندارد و برای تمامی حالات انرژی شکست حدود 265ژول است. اما افزایش سرعت با جرم ثابت باعث کاهش ناچیزی در حدود 5% در میزان انرژی شکست شد. دلیل تفاوت بین نتایج تجربی و عددی، عدم درنظرگرفتن اثر نرخ کرنش بر خواص مکانیکی مصالح در تحلیل عددی است.

    کلید واژگان: آزمایش ضربه شارپی, فولاد API X65, انرژی شکست, تغییرات تکانه, سرعت برخورد, نرخ کرنش}
    S.S. Mohitzadeh, S.H. Hashemi*

    In this study investigated the effects of momentum variations on fracture energy in Charpy impact testing of API X65 steel by experimental and numerical methods. Experimental analysis was conducted in the various speed of impact about 3.50 to 5.72 m/s and impact energy varied about 450 to 1200 J. The experimental results showed that increase of about 63% in impact speed increased the fracture energy about 15%, because of material properties dependence on loading rate. Numeral studies were performed in two categories with ABAQUS software. First mass variation in constant velocity assumed standard quantity about 5.5 m/s in which impact energy varied about 300 to 1200 J and the second, velocity variation with constant mass assumed 50 kg that impact energy varied about 625 to 1600 J. The simulation results showed the variations in mass had not any effect in fracture energy and in all analyses, it was about 265 J. However, increasing the velocity variations with constant mass, caused a slight reduction of about 5% in the fracture energy. The reason for the difference between experimental and numerical results is the lack of consideration of the effect of strain rate on mechanical properties of tested steel in numerical analysis.

    Keywords: Charpy impact test, API X65 Steel, Fracture energy, Momentum variation, Impact velocity, Strain Rate}
  • بهزاد اکبرزاده، حمید گرجی*، محمد بخشی، روح الله جماعتی، محمدجواد میرنیا

    فرآیندهای تغییر شکل پلاستیک شدید به منظور تولید قطعات حجیم با خواص مکانیکی مناسب درطی دهه قبل گسترش یافته اند. فرآیند اکستروژن - فشار در کانال زاویه دار یکسان به عنوان یک فرآیند جدید، قابلیت انجام تغییرشکل پلاستیک شدید به علت وجود دو ناحیه برشی پشت سر هم با نرخ کرنش های بزرگ تر و توزیع کرنش همگن تر نسبت به برخی از فرآیندهای تغییر شکل پلاستیک شدید مانند پرس کاری زاویه ای در کانال های یکسان را دارا می باشد. در این پژوهش، ضمن معرفی این فرآیند به عنوان یک فرآیند جدید تغییر شکل پلاستیک شدید، تولید یک نمونه استحکام بالا AA1050 توسط این فرآیند به صورت تجربی و شبیه سازی مورد بررسی قرار گرفت و پارامترهای موثر بر آن معرفی شده است. در این پژوهش نشان داده شده با استفاده از این فرآیند جدید، امکان تولید نمونه های با نرخ بزرگ تر و توزیع همگن تر کرنش نسبت به فرآیند رایج پرس کاری زاویه ای در کانال های یکسان و اکستروژن جانبی بوده و محدودیت طول بلند بیلت را که در پرس کاری زاویه ای در کانال های یکسان رایج به علت اصطکاک شدید با دیواره قالب که مانع از انجام فرآیند می شد، به طور قابل ملاحظه ای کاهش می دهد. نمونه های تولیدی در یک مرحله از این فرآیند دارای افزایش 50 درصدی استحکام تسلیم نسبت به نمونه آنیل شده می باشد که این نشان از کارایی بالای این فرآیند دارد.

    کلید واژگان: تغییرشکل پلاستیک شدید, خواص مکانیکی, نرخ کرنش, استحکام تسلیم}
    Behzad Akbarzadeh, Hamid Gorji *, Mohammad Bakhshi, Rooholla Jamaati, Mohammad Javad Mirnia

    Severe plastic deformation processes have been developed for the fabrication of material with proper mechanical properties over the past decade. The Extrusion process with Equal Channel Angular Pressing as a new process is able to apply a severe plastic deformation due to two continuous shear regions with higher strain rates and more homogeneous strain distribution compared to some of the SPD processes like ECAP. In this study, a new process of severe plastic deformation is introduced and fabricating an high strength AA1050 specimen was investigated experimentally and numerically which led to presenting an effective parameter of this process. It has been shown with using this new process, it is possible to fabricate samples with a higher strain rate and more homogeneous distribution compare with conventional ECAP and extrusion, and the limitation of the high length sample was significantly reduced than the conventional ECAP which friction with the die wall prevents it from continuing. It has been shown that the fabricated sample of one pass of this process has a 50% increasing in yield strength than the annealing sample, which indicates the high efficiency of this process.

    Keywords: Severe plastic deformation, mechanic properties, Strain Rate, yield stress}
  • علیرضا طلوعی، احسان اعتمادی*
    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.
    کلید واژگان: نرخ کرنش, سازه ساندویچی چند منظوره, z-پین, ضربه, روش المان محدود}
    Alireza Toluei, Ehsan Etemadi *
    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}
  • سیده مریم میرفلاح نصیری، علی باستی*، رامین هاشمی، ابوالفضل درویزه

    نمودار حد شکل دهی یکی از پرکاربردترین روش ها در پیش بینی ناپایداری پلاستیک در فرآیند شکل دهی ورق های فلزی است که دما و نرخ کرنش از جمله عوامل تاثیرگذار بر این منحنی ها است. در این مقاله، اثر دما و نرخ کرنش در شرایط بارگذاری نیمه-استاتیکی، بر رفتار تنش-کرنش و نمودار حد شکل دهی آلیاژ آلومینیومی AA3104 بر اساس روش مارسینیاک-کوزینسکی و مدل کارسختی جانسون-کوک بررسی شده است. ابتدا صحت سنجی نتایج عددی پاسخ تنش-کرنش با استفاده از مدل لودویک با نتایج تجربی انجام شد که نتایج تئوری مطابقت خوبی را با نتایج تجربی نشان داد. سپس با توجه به منحنی های تنش-کرنش به دست آمده بر اساس معادله ی لودویک، ثابت های مدل جانسون-کوک برای ورق فلزی AA3104 محاسبه و برای دماهای مختلف 50°C، 300°C و 400°C، و نرخ کرنش های متفاوت 〖10〗^(-5)، 〖10〗^(-4) و 〖10〗^(-3) بر ثانیه، منحنی های تنش-کرنش و نمودار حد شکل دهی استخراج شد. سطح منحنی تنش-کرنش ورق با افزایش دما کاهش و با افزایش نرخ کرنش افزایش یافت. هم چنین سطح نمودار حد شکل دهی آلیاژ با افزایش دما افزایش و با افزایش نرخ کرنش کاهش پیدا کرد. نتایج بیانگر اثر مثبت دما بر کرنش های حدی به علت نرم شدن حرارتی و اثر منفی نرخ کرنش بر نمودار حد شکل دهی AA3104 به علت رفتار ساختاری ماده است.

    کلید واژگان: نمودار حد شکل دهی, مدل M-K, مدل جانسون-کوک, دما, نرخ کرنش}
    Seyedeh Maryam Mirfalah Nasiri, Ali Basti *, Ramin Hashemi, Aboulfazl Darvizeh

    Forming limit diagram is one of the most applicable methods for prediction of plastic instability in sheet metal forming that temperature and strain rate is among factors effecting on the FLD. In this paper, the effects of temperature and strain rate at quasi-static condition on the true stress-true strain curve and forming limit curve of AA3104 aluminum are analytically investigated using Marciniak-Kuckzynski method and Johnson-cook model. The stress-strain response of numerical results validation using the Ludwik model is performed with experimental results. Theoretical results show a good agreement with experimental results. Then, according to the stress-strain curves obtained based on the Ludwik equation, Johnson-Cook coefficients are calculated for AA3104 and the true stress-true strain respond and forming limit diagram are produced for different temperatures 50°C، 300°C and 400°C and several t strain rates 〖10〗^(-5)، 〖10〗^(-4)and 〖10〗^(-3) s^(-1). The stress-strain curve decreases with increasing temperature and increases with increasing strain rate. Also the FLD increases with increasing temperature and decreases with increasing strain rate. The results exhibit a positive sensitivity of temperature on the limit strain due to the thermal softening and the negative strain rate sensitivity on the FLD AA3104 due to the behavior of crystallographic structure of the material

    Keywords: Forming Limit Diagram, Johnson-cook Model, Temperature, Strain Rate}
  • شهاب امینی نژاد، غلامحسین مجذوبی*، سیدعلی رضا ثابت

    در این پژوهش، اثر نرخ کرنش بر رفتار کششی نانوکامپوزیت های گرافن- اپوکسی مورد بررسی قرار گرفت. نمونه ها برای 0/05، 0/1، 0/3 و 0/5 درصد وزنی گرافن اکساید آماده سازی شدند و تحت آزمون کشش در نرخ های کرنش مختلف قرار گرفتند. نتایج تجربی نشان داد که حداکثر بهبود در استحکام کششی و مدول به ترتیب 9 و 16% و برای نانوکامپوزیت، 0/1 درصد وزنی به دست آمده بودند. همچنین، نتایج نشان داد که اپوکسی و نانوکامپوزیت های آن به نرخ کرنش حساس بودند. حساسیت به نرخ با افزایش درصدهای وزنی گرافن، کاهش یافت. علاوه بر آن نشان داده شد که با افزایش نرخ کرنش، استحکام کششی و مدول اپوکسی خالص به ترتیب 15/8 و 16/8% بهبود یافتند. در این مطالعه، تناسب و کارآیی مدل ماده جانسون- کوک برای توصیف ارتباط تنش- کرنش نانوکامپوزیت ها، به کمک تکنیک ترکیب آزمایشی- عددی- بهینه سازی ارزیابی شد. شبیه سازی های عددی با استفاده از برنامه تجاری آباکوس و بهینه سازی، با استفاده از مدل سازی جایگزینی انجام گرفت. نتایج نشان داد که در نرخ های کرنش خیلی پایین، مدل جانسون- کوک دقیق نیست. با این حال، با افزایش درصد وزنی گرافن یا افزایش نرخ کرنش، دقت مدل بهبود چشمگیری یافت.

    کلید واژگان: اپوکسی, گرافن اکساید, نرخ کرنش, استحکام, مدل جانسون- کوک}
    Sh. Amini Nejad, G.H. Majzoobi*, S.A.R. Sabet

    In this research, the effect of strain rate on the tensile behavior of the graphene/epoxy nanocomposites was investigated. The specimens were prepared for 0.05, 0.1, 0.3 and 0.5 wt.% graphene oxide and were subjected to tensile tests at different strain rates. The experimental results showed that the maximum improvements in the tensile strength, the modulus, and nanocomposite were 9%, 16%, and 0.1 wt.%, respectively. Also, the results indicated that the epoxy and its nanocomposites were sensitive to the strain rate. The rate sensitivity decreased with the increase of the graphene weight percentages. Moreover, it was shown that by increasing the strain rate, the tensile strength and modulus for pure epoxy were improved by 15.8% and 16.8%, respectively. In this study, the appropriateness and applicability of the Johnson-Cook material model for describing the stress-strain relation of the nanocomposites were examined by a combined experimental-numerical-optimization technique. The numerical simulations were carried out using Abaqus commercial program and the optimizations were performed using the Surrogate modeling. The results showed that the Johnson-cook model is not accurate at very low strain rates. However, the accuracy of the model was remarkably improved by increasing the graphene weight percentage or increasing strain rate.

    Keywords: Epoxy, Graphene Oxide, Strain Rate, Strength, Johnson-Cook Model}
  • محمدرضا کارآموز راوری*، رضا دهقانی، زهرا سقازاده ماهانی

    مواد مشبک بدلیل جذب انرژی زیاد و نسبت استحکام به وزن بالا بطور گسترده در صنایع هوا-فضا مورد استفاده قرار می گیرند. در  این مقاله رفتار دینامیکی این مواد، با هدف بررسی تاثیر میزان تخلخل، نرخ کرنش و مورفولوژی های مختلف بر پاسخ مکانیکی، به صورت عددی شبیه سازی شده است. برای این منظور مد ل های اجزا محدود دو بعدی، با مورفولوژی های مختلف در تخلخل ها و نرخ کرنش های متفاوت و با استفاده از مدل مقاومت و شکست جانسون_کوک در نرم افزار آباکوس شبیه سازی شده اند. نتایج بدست آمده نشان می دهد که پاسخ مکانیکی این مواد، بشدت به شکل حفره ها وابسته است. از میان مورفولوژی های مختلف بیشترین جذب انرژی به مورفولوژی مستطیل عمودی و بیضی عمودی اختصاص دارد، چراکه مکانیزم بارگذاری محوری آنها غالب است. از سوی دیگر میزان جذب انرژی برای هر مورفولوژی، تابعی از میزان تخلخل آن بوده و بسته به میزان تخلخل می توان مورفولوژی مناسب برای جذب حداکثری انرژی را انتخاب نمود. در عین حال می توان دید که با افزایش مقدار نرخ کرنش تا یک مقدار مشخص مقدار تنش فروپاشی ماده افزایش و از آن پس با افزایش موج تنش کاهش می یابد.

    کلید واژگان: جذب انرژی, پاسخ دینامیکی, مواد متخلخل, مواد مشبک, مورفولوژی حفره ها, نرخ کرنش}
    Mohammad Reza Karamooz Ravari *, Reza Dehghani, Zahra Saghazadeh Mahani

    Cellular materials are widely used in aerospace industries due to high energy absorption and strength-to-weight ratio. In this paper, the dynamic response of these materials is numerically investigated in order to assess the effects of porosity, strain rate and various pore morphologies on the mechanical response. To do so, two-dimensional finite element models, with different pore morphologies at various porosities and strain rates, are developed utilizing Johnson-Cook strength and failure model through ABAQUS finite element package. The obtained results show that the mechanical responses of these materials strongly depend on the pore morphologies. Among the different morphologies, the highest energy absorption is associated with the vertical ellipse and vertical rectangle morphology. In addition, the energy absorption of each morphology is a function of the porosity value and, depending on the porosity, an appropriate morphology can be selected for the sake of maximum energy absorption. The collapse stress of the material increases by increasing the strain rate until reaching a specific value and then decreases due to the high stress wave.

    Keywords: energy absorption, Dynamic response, cellular materials, pore morphology, Strain Rate}
  • سید رضاطاهری، علی پاک *، سعید شاد، بهزاد مهرگینی
    گسیختگی لوله جداری به عنوان یکی از رخدادهای هزینه بر و تهدیدکننده ایمنی در صنعت نفت مطرح است. برای نمونه، در میدان نفتی کوپال، حدود یک سوم چاه ها به دلیل مچالگی از مدار تولید خارج شده و تحت تعمیر با دکل قرار گرفته اند که در بعضی موارد به از دست رفتن چاه منجر شده است. از آن جا که اکثر این مچالگی ها در سازند گچساران اتفاق افتاده است، این ضرورت وجود دارد که روشی مناسب برای تعیین خصوصیات ژئومکانیکی پوش سنگ مخزن آسماری و لایه های دیگر سازند گچساران با توجه به شرایط خاص دما و فشار در عمق واقعی به کار برده شود. در مقاله حاضر، پس از بحث در خصوص اثر دما، نرخ اعمال کرنش، و فشار محصورکننده بر رفتار ژئومکانیکی کلی سنگ ها و خصوصا سنگ انیدریت (پوش سنگ مخزن آسماری) ، نتایج آزمایش های ژئومکانیکی انجام شده در شرایط دما و فشار متفاوت بر روی این نوع سنگ و مقایسه با نتایج متناظر مربوط به محققین دیگر ارائه می شود. به طور کلی، نتایج حاصل از آزمایش ها نشان می دهد که در نرخ بارگذاری ثابت، هر مگاپاسکال افزایش فشار محصورکننده، میزان مقاومت پوش سنگ را در حدود MPa 1 افزایش می دهد، در شرایطی که هر درجه سانتی گراد افزایش دما، سبب کاهش مقاومت پوش سنگ در حدود MPa 2/0 می گردد.
    کلید واژگان: پوش سنگ, مخزن آسماری, سازندگچساران, دما, فشار محصورکننده, نرخ کرنش}
    Seyed Reza Taheri, Ali Pak*, Saeed Shad, Behzad Mehrgini
    Casing collapse is one of the costly and safety-threatening incidents in the oil industry. For example in Kupal oil field, Iran, approximately, a third of the wells have been removed from the production cycle due to casing collapse, which in some cases have led to the total loss of those wells. Since most of these cases have occurred in Gachsaran Formation, it is necessary to use an appropriate method to determine the geomechanical characteristics of this formation, especially, the layer considered as caprock for the underlain Asmari reservoir under the real conditions of temperature and pressure at real depths. In this paper, after discussing the effect of temperature, loading rate, and confining pressure on general geomechanical behavior of rocks, and in particular, the caprock of the Asmari reservoir, the results of geomechanical experiments performed under different temperature and pressure conditions on this type of rock are presented, and their comparison with the corresponding results determined by other researchers are discussed. The obtained results from the experiments demonstrate that under constant loading rate, each 1.0 MPA increase in confining pressure increases the strength of the caprock about 1.0 MPa. Conversely, every 1 °C increase in temperature decreases the caprock strength almost 0.2 MPa.
    Keywords: Caprock, Asmari Reservoir, Gachsaran Formation, Temperature, Confining Pressure, Strain Rate}
  • سیدمحمدحسین اندامی، حمید توپچی نژاد *

    در این مقاله عملکرد فوم های صلب پلی یورتان به کار رفته در زره های کامپوزیتی برای کاهش آثار ضربه ی وارده بر زره به صورت عددی با استفاده از روش اجزا محدود مورد بررسی قرار گرفته است. هدف از این مطالعه، بررسی پارامترهای مهم طراحی همانند ضخامت، چگالی فوم و نیز سرعت برخورد (نرخ کرنش) پرتابه بر عملکرد زره است. در زره های مورد بررسی که دارای یک ساختار دولایه ی فلز و فوم هستند از 4 فوم مختلف با چگالی های 80، 160، 288 و 320 کیلوگرم بر متر مکعب در 6 ضخامت متفاوت استفاده شده است. همچنین رفتار هر یک از زره ها تحت اثر برخورد پرتابه یی با سرعت های متفاوت، مورد بررسی قرار گرفته است. پس از بررسی تاثیر پارامترهای طراحی بر رفتار زره، مقادیر بهینه ی چگالی و ضخامت فوم برای مهار ضربات وارده تعیین شده است.

    کلید واژگان: فوم پلی یورتان, چگالی, ضخامت, برخورد پرتابه, زره کامپوزیت, نرخ کرنش}
    M.H. Andami, H. Toopchinezhad *

    In this paper, the performance of the rigid polyurethane (PU) foams used in composite armors to mitigate the impact pressure and energy of a projectile has been studied numerically through nite element methods. The armors of this study comprise two layers, namely, a metal layer and a PU-foam layer. A sophisticated FE-Model was developed to simulate the dynamic performance of the composite armor under the impact of a projectile using the software package ANSYS-Autodyn. The FEModel was veri ed with the results of a previous experimental study in which a projectile impacted a certain two-layer armor comprising a steel front face that was attached on a layer of PU-foam. The main objectives of this research study are to study the e ects of design parameters such as the thickness and density of the PU-foam and the impact velocity of the projectile (representing the strain rate) on the performance of a composite armor. To achieve the research objectives, PU-foams of di erent densities of 80, 160, 288 and 320 kg/m3, at six di erent thicknesses of 1.25, 2.5, 5, 7.5, 10 and 12.5 mm were modeled. Additionally, the armors were subjected to projectiles with di erent impact velocities of 400, 450, 509 and 550 m/s. Results of the FE-Analysis runs conducted in this paper indicate that the response mitigation of a composite armor is signi - cantly a ected by both the density and thickness of its PU-foam layer. For a given thickness of foam layer, it was observed from the FE-analysis runs that the optimum value for the foam-density that results in the maximum response mitigation is approximately 150 kg/m3. The impact pressure that is dissipated by a composite armor is signi cantly decreased as the foam-density diverts from its optimal value. For a given foam-density, it was found that the response mitigation of the armor was improved with an increase in the thickness of the foam layer. For the composite armors investigated in this study, the rate of improvement in the response mitigation with increased foam-layer thickness was found to be very slow for the thickness values beyond 5 mm. The impact velocity of the projectile, as an indicator of strain rate, was also investigated in this paper. The dynamic response of foam layers of relatively lower thickness and density was found to be more sensitive to the variations of strain rate.

    Keywords: Polyurethane foams, density, thickness, projectile impact, layered armor, strain rate}
  • حامد صادقی، مجید علی طاولی، ابوالفضل درویزه *
    در مقاله حاضر، مدلی معادل با ابعاد متفاوت و همچنین با ابعاد و ماده متفاوت در مقایسه با جسم اصلی برای سازه های حساس به نرخ کرنش تحت ضربه نرخ بالا با استفاده از روش بدیع تشابه محدود ارائه شده است. روش تشابه محدود این امکان را فراهم می سازد که آزمایش روی مدل انجام گیرد. در این روش با استفاده از اصول موضوعی (قانون بقای جرم، قانون بقای مومنتوم، قانون بقای انرژی و قانون بقای آنتروپی) که همواره برای هر سیستمی صادق است، مشخصات مدل تعیین می شود و تعمیم نتایج مدل به جسم اصلی امکان پذیر می گردد. روابط برای هر دو مورد اسکیلینگ ابعادی و اسکیلینگ همزمان ابعادی/ماده ای سازه های حساس به نرخ کرنش ارائه گردیده است. به منظور بررسی کارآیی روابط ارائه شده، نتایج عددی برای ورق های دایروی تحت ضربه تعیین شده اند. لازم به ذکر است که نتایج عددی با استفاده از نرم افزار المان محدود ال اس-داینا به دست آورده شده اند که در طی آن، اثرات نرخ کرنش با استفاده از روابط ساختاری کوپر-سیموندز و جانسون-کوک در نظر گرفته شده است. نتایج حاکی از آن است که ورق اسکیل شده با ابعاد ده برابر کوچکتر و همچنین ساخته شده از ماده متفاوت نسبت به ورق اصلی، پاسخ های ورق اصلی را با دقت بسیار مطلوبی پیش بینی می نماید.
    کلید واژگان: اسکیلینگ, تشابه محدود, نرخ کرنش, ضربه, ورق}
    Hamed Sadeghi, Majid Ali Tavoli, Abolfazl Darvizeh *
    At present paper, an equivalent model with different dimensions and also with different dimensions and material in comparison with main body for strain rate sensitive structures subjected to high rate loading is presented by using the novel finite similitude method. The finite similitude method provides performing a test on the model instead of the original sample. This method is used to obtain the properties of model and to reverse the obtained results for model to main body by using the principles of nature (the law of conservation of mass, the law of conservation of momentum, the law of conservation of energy and the law of conservation of entropy) which is always true for any system. The relationships for both pure dimensional and simultaneously dimensional/material scaling of strain rate sensitive structures are presented. To evaluate the efficiency of the proposed relationships, the numerical results are obtained for impacted circular plates. It should be mentioned that the numerical results are obtained by using the finite element software LS-Dyna in which the strain rate effects are considered into account by using the Cowper-Symonds and Johnson-Cook constitutive equations. The results indicate that the scaled plate to one tenth of its original dimensions and also made of different material in comparison with original plate predicts the response characteristics of the original plate with a very good accuracy.
    Keywords: Scaling, Finite Similitude, Strain Rate, Impact, Plate}
  • اسماعیل علیقلی زاده فیروزجایی، مجتبی یزدانی*، هادی صبوری
    الاستومرها دسته ای از مواد پلیمری با ویژگی های منحصر به فرد رفتاری هستند. الاستومرها دارای دونوع رفتار وابسته به زمان و مستقل از زمان هستند، رفتار مکانیکی این دسته از مواد پلیمری تحت تاثیر عوامل مختلفی قرار دارد. در این تحقیق اثر افزایش نانوذرات سیلیکا و نرخ بارگذاری در دو حالت شبه استاتیکی و دینامیکی بر روی رفتار کششی ماده الاستومری HDPE/POE مورد بررسی قرار گرفته است. بدین منظور ابتدا ماده الاستومری پایه با نسبت اختلاط 40% HDPE و 60% POE تولید شده و سپس با افزایش ذرات نانو سیلیکا، 4 نوع نمونه شامل 3 نوع نمونه تقویت شده 0. 7%، 1%و1. 4% و یک نوع نمونه HDPE/POE ساخته شد. نمونه ها در حالت کشش شبه استاتیکی تحت نرخ کرنش های1⁄s 0. 04، 1⁄s 0. 07، 1⁄s0. 14 و1⁄s 0. 17 قرار گرفتند و در حالت دینامیکی نیز با استفاده از فیکسچر کاملا جدید طراحی شده بر روی دستگاه ضربه سرعت پایین (ضربه افتان) به نمونه ها بار کششی با نرخ کرنش1⁄s 160و 1⁄s100 اعمال شده است. نتایج پژوهش نشان داده است در بارگذاری دینامیکی رفتار ماده الاستومری به شدت تابع نرخ کرنش است، افزایش نرخ کرنش سبب افزایش سطح تنش و نیروها در هر دو نوع بارگذاری شبه استاتیکی و دینامیکی می شود. مقدار افزایش سطح نیروها در بارگذاری دینامیکی بسیار بیشتر از حالت استاتیکی است. همچنین مکانیزم جدید طراحی شده قابلیت دسترسی به داده های کششی دینامیکی مختلف را در دستگاه ضربه سرعت پایین فراهم می کند، از طرفی با افزایش درصد نانوسیلیکا استحکام کششی نمونه ها به طور محسوسی افزایش می یابد.
    کلید واژگان: الاستومر, نانوسیلیکا, نرخ کرنش, ضربه افتان, مکانیزم}
    Esmaeil Aligholizadeh, Mojtaba Yazdani *, Hadi Sabouri
    Elastomers are a group of polymeric materials that have unique properties, including time-dependent behavior and time-independent, the mechanical behavior of this material is affected by various factors. In this study, the effect of increasing the silica nanoparticles and strain rates in two quasi-static and dynamic states on the tensile behavior of HDPE / POE has been investigated. For this purpose, an elastomeric material was first created with 40% HDPE and 60% POE mixing ratio. Then with increasing Nano silica particles, 4 sample types including 3 samples 0.7%, 1% and 1.4%, and one sample of HDPE/POE was fabricated. The samples were loaded at strain rate of 0.04 1⁄s, 0.07 1⁄s , 0.1 1⁄s , 0.14 1⁄s , 0.17 1⁄s in a quasi-static tensile state. In dynamic mode, tensile load with a strain rate of 160 1⁄s and 100 1⁄s was applied to the specimens using a new fixture designed on the low velocity impact test machine (Drop weight impact test machine). In the dynamic loading, the behavior of the elastomeric material is extremely dependent on the strain rate, with increasing the strain rate the level of stress and forces in both quasi-static and dynamic loads will be increase. The increase in force levels in dynamic loading is much more than static. Also, the new designed mechanism provides access to dynamic tensile data at different strain rates in a low velocity impact machine. On the other hand, with increasing Nano silica percentage, the tensile strength of the samples is noticeably increased.
    Keywords: Elastomer, Nano silica, Strain rate, Drop weight impact, Mechanism}
  • شهاب شجاعی، رامین هاشمی*، داود رحمت آبادی
    نمودارهای حدشکل دهی در حقیقت محدوده ی ترکیب کرنش هایی است که شروع گلویی موضعی را مشخص می کنند. پارامترهای مختلفی مانند ضخامت ورق، عیوب ساختاری، دما، مسیر بارگذاری، سرعت شکل دهی و غیره روی این نمودارها تاثیرگذار هستند که یکی از تاثیرگذارترین آن ها سرعت شکل دهی است که در شکل دهی ورق-ها، ارتباط مستقیمی با سرعت پرس دارد. در این تحقیق نمودار حدشکل دهی برای ورق های آلومینیوم 6061 با ضخامت 3mm در سرعت های 20، 100 و 200mm/min به صورت تجربی و 20، 100، 200، 500 و 800mm/min به صورت عددی محاسبه شده است. تست های تجربی به صورت تست بالج توسط پرس هیدرولیک و قالب فولادی روی ورق هایی که در شش اندازه مختلف مطابق استاندارد آماده شده اند، انجام گرفت. همچنین مدل سازی عددی با استفاده از نرم افزار اجزای محدود آباکوس و معیار بیشینه شتاب کرنش بزرگ با وارد کردن داده های مدل جانسون کوک انجام شد. صحت نتایج تجربی و مدل سازی توسط بررسی محل پارگی و میزان هم خوانی نمودارهای حد شکل د هی رسم شده از دو روش، بررسی شد و نتایج نشان داد که داده های تجربی و عددی با خطای قابل قبول با هم هم خوانی دارند. همچنین مشاهده شد با افزایش سرعت پرس نمودار حد شکل دهی افزایش می یابد به گونه ای که با افزایش سرعت پرس از 20mm/min به 200mm/min، نمودار 30% بهبود یافته است. این تغییرات می تواند دلایل مختلفی مثل اثر اصطکاک و شرایط تماسی بین قالب و ورق داشته باشد، زیرا در سرعت پایین (نرخ کرنش کمتر از 100میلی متر بر ثانیه) و دمای محیط اثر نرخ کرنش و اینرسی جرم بر شکل پذیری بسیار اندک است.
    کلید واژگان: نرخ کرنش, نمودار حد شکل دهی, آلومینیوم 6061}
    Shahab Shojaei, Ramin Hashemi *, Davood Rahmatabadi
    FLDs, in fact are the range of strain combinations which identify the beginning of local necking. Different parameters such as sheet thickness, structural defects, temperature, loading direction, forming speed and etc. have influence on these diagrams and one of the most effective parameters is forming speed and it has a direct connection with press speed in sheet forming. In this research FLD are calculated for aluminum 6061 sheets with 3mm thickness in rates of 20, 100 and 200 mm/min experimentally and simulated in the rates of 20, 100, 200, 500 and 800mm/min. In order to do the experimental tests, bulge test is conducted in sheets in six different sizes according to standard by hydraulic press and built steel die. Also numerical modeling was done using the Abaqus finite element software and the maximum strain gauge criterion by entering the Johnson Cook data. Experimental and modelling results verify is studied by surveying the tearing location and errors between FLDs and result showed that experimental and numerical data are compatible with acceptable errors. It was observed that by increasing forming speed FLD increases, in a way that by increasing the press speed from 20 mm/min to 200 mm/min, FLD increases for 30 percentage. This variation can have different reasons such as friction effect and interaction effects between die and sheets, because at the low forming speed (of less than 100 1/s for strain rate) and at the room temperature, the effect of strain rate and mass inertia are minimal.
    Keywords: Strain rate, FLD, Al 6061}
نکته
  • 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.
درخواست پشتیبانی - گزارش اشکال