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 « آسیب » در نشریات گروه « مکانیک »

تکرار جستجوی کلیدواژه «آسیب» در نشریات گروه «فنی و مهندسی»
  • حمیدرضا زارعی، مصطفی لیوانی*، میثم جلالوند

    در این مقاله برای بررسی شدت آسیب وارده به خلبان بالگرد تحت ضربه ناشی از سقوط، شبیه سازی عددی مدل صندلی واقعی کابین خلبان بالگرد انجام شده است. برای محدود کردن پیچیدگی مسئله، ضربه ای کاملا عمودی به عنوان سناریوی مرجع برای مجموعه ای شامل یک صندلی بالگرد قابل سقوط، بخش جذب انرژی و یک آدمک انسان نما در نظر گرفته شد. برای این کار مدل سه بعدی صندلی موجود در آزمایشگاه در دو حالت با و بدون افزودن مکانیزم جذب انرژی مورد مطالعه قرار گرفت. از سازه لانه زنبوری در بخش میراکننده صندلی استفاده شد. نتایج پژوهش حاضر نشان داد استفاده از جاذب UPVC برای آزمایش سقوط از ارتفاع با جرم مشخص، بر اساس معیارهای بیومکانیکی آسیب های واردشده به جمجمه و ستون فقرات را حدود 80 درصد کاهش داده است. هم چنین بر اساس نتایج مستخرجه در این پژوهش، سازه لانه زنبوری آلومینیومی با اینکه معیار آسیب وارده به سر را برآورده کرده و در محدوده مجاز قرار می گیرد، ولی معیارهای آسیب وارده به ستون فقرات و محدوده شتاب مجاز را رد کرده است؛ بااین حال نسبت به حالت بدون لانه زنبوری عملکرد بسیار بهتری داشته و تا حدود زیادی توانسته انرژی ضربه حاصل از سقوط را جذب نماید.

    کلید واژگان: شبیه سازی عددی, صندلی, ضربه, بالگرد, آسیب, لانه زنبوری}
    Hamidreza Zarei, Mostafa Livani *, Meysam Jalalvand

    In this article, to investigate the severity of damage to the helicopter pilot under the crash impact, the numerical simulation of the actual helicopter cockpit seat has been done. To limit the complexity of the problem, a fully vertical impact was considered as a reference scenario for the assembly consisting of a collapsible helicopter seat, an energy absorption section, and a humanoid dummy. For this purpose, the three-dimensional model of the chair in the laboratory was studied in two states with and without the addition of the energy absorption mechanism. A honeycomb structure was used in the seat cushion section. The results of the research showed that the use of UPVC damper to test the crash impact with a certain mass based on biomechanical criteria, an average 80 % decrease in serious injuries to the skull and spine has been achieved. Also, based on the results obtained in this research, although the aluminum honeycomb structure meets the criterion of damage to the head and is within the permissible range, it has rejected the criteria of damage to the spine and permissible acceleration range. However, compared to the case without honeycomb, it has performed much better and has been able to absorb the energy of the crash impact.

    Keywords: Numerical Simulation, Seat, Impact, Helicopter, Damage, Honeycomb}
  • رضا برخورداری، سید مهدی گنجیانی*

    در این پژوهش به بررسی رشد آسیب و تبدیل فاز مارتنزیت، در دمای محیط برای فولادهای ضد زنگ 304، 316 و 321 به صورت عددی و تجربی پرداخته شده است. هر آزمون شامل دو مرحله می باشد، مرحله ی اول آزمون کشش استاندارد و مرحله ی دوم آزمون پراش پرتوی X به منظور تعیین فازهای موجود در قطعه ی کشیده شده می باشد. در مرحله ی اول آزمون های کشش به ازای جابجایی های مختلف به صورت بارگذاری-باربرداری انجام شده است و نمودارهای نیرو _جابجایی مربوط به آن و رشد آسیب با استفاده از شیب باربرداری بدست آمده است. سپس، نمونه ها توسط دستگاه واتر جت برش داده می شوند و تحت آزمون پراش پرتوی X قرار گرفته و فازهای موجود در قطعه وکسر حجمی مارتنزیت آنها تعیین شده است. به کمک خواص بدست آمده از آزمون های تجربی، مدل عددی با اجرای کد UMAT در نرم افزار ABAQUS انجام شده است. این شبیه سازی شامل دو بخش تبدیل فاز از آستنیت به مارتنزیت و رشد آسیب می باشد که در این پژوهش با ترکیب این دو مدل، مدل های نهایی ارایه گردیده که قادر است به صورت همزمان هر دو پدیده را در دمای محیط پیش بینی کند. در نهایت نتایج آزمون های تجربی و شبیه سازی های عددی، مقایسه شده است.

    کلید واژگان: آسیب, فولاد آستنیتی, آزمون پراش پرتوی X, آزمون کشش, تبدیل فاز, شبیه سازی عددی}
    R. Barkhordari, M. Ganjiani *

    In this research, the evolution of damage and martensitic transformation of AISI 304, 316 and 321 stainless steels have been studied experimentally and numerically at room temperature. At first stage, the standard tensile tests have been performed and in the second stage the XRD has been tested and the available phases and the volume fraction of martensite have been obtained. The tensile tests have been performed for a variety of loading-unloading elongation. Damage is obtained using this loading-unloading slop. The graph of force-deformation has been achieved. The samples were cut by water jet machine and the X-ray diffraction tests have been performed on the stretched samples to obtain the volume fraction of martensite. Numerical simulations have been performed by the implementing the UMAT code in ABAQUS. In the simulations, the properties achieved from experimental tests are employed. The numerical simulations have two separated sections: damage-plastic and martensitic phase transformation. In this research, these two phenomena are considered simultaneously. This model can explain both phenomena at ambient temperature. The verifications have been compared simulation results with experimental data.

    Keywords: Damage, Austenitic Steel, X-ray diffraction tests, Tensile Test, Transformation Phase, Numerical Analysis}
  • پوریا شیخ بهایی، فرشید مسیبی*

    در پژوهش های منتشر شده، از پریداینامیک برای تحلیل رشد ترک در مواد ترد و شبه ترد، تحلیل رفتار پلاستیک و حل معادلات دیفرانسیل استفاده شده است. با توجه به چنین دستاوردهایی، دامنه مسایل قابل بررسی با پریداینامیک روزبه روز در حال گسترش است. استفاده از پریداینامیک برای تحلیل مسایل ضربه و انتشار موج از ابتدا مدنظر بوده است. به علت وجود یک طول مشخصه در روابط پریداینامیک، استفاده از آن برای حل مسایل در مقیاس های گوناگون مورد توجه قرار گرفته است. برخی از پژوهشگران نیز از مدل های چندفیزیکی پریداینامیک برای تحلیل مسایل انتقال حرارت، انتشار و بررسی رفتار سیالات استفاده کرده اند. تحلیل گسترش آسیب در مواد مرکب و نیز بررسی مسایل ژیومکانیک از دیگر دستاوردهای استفاده از پریداینامیک است. در کنار تمام این موارد، استفاده از پریداینامیک برای بررسی مسایل زیستی نیز در سال های اخیر مورد توجه واقع شده است. در این پژوهش، مقالات منتشر شده با موضوع استفاده از پریداینامیک برای حل مسایل مختلف مرور شده اند.

    کلید واژگان: پریداینامیک, مکانیک شکست, مدل غیرمحلی, رشد ترک, آسیب}
    Pouria Sheikhbahaei, Farshid Mossaiby *

    In the published studies, peridynamics has been used to simulate crack growth in brittle and quasi-brittle materials, simulation of plastic behaviour and solution of differential equations. With such achievements, the  extent of problems which can be solved using peridynamics is growing. Peridynamics was intended to analyze the impact and the wave propagation problems since its introduction. Due to existence of the characteristic length in peridynamics relations, it has been used to solve problems in various scales. Some researchers have also used peridynamics multiphysics models to analyze heat transfer, diffusion and fluid behavior problems. Analyzing the damage growth in composite materials and investigation of geomechanical problems are among other achievements of using peridynamics. In addition to all these cases, application of peridynamics to biological problems has also received attention in recent years. This paper reviews the studies on the applications of peridynamics in the solution of different problems.

    Keywords: Peridynamics, Fracture mechanics, Nonlocal model, Crack growth, Damage}
  • پوریا شیخ بهائی، فرشید مسیبی*

    پریداینامیک نسخه غیرمحلی مکانیک محیط های پیوسته است که در آن از معادلات انتگرالی به جای معادلات دیفرانسیل استفاده شده است. به دلیل عدم استفاده از مشتقات مکانی متغیرها در روابط این تیوری، استفاده از آن برای تحلیل مسایل دارای ناپیوستگی امکان پذیر است. در اولین پژوهش های منتشر شده، از پریداینامیک برای تحلیل رشد ترک در مواد ترد استفاده شده است. با اثبات قابلیت های این تیوری، ایده ‎ استفاده از آن برای بررسی رفتار مواد شبه ترد و تحلیل رفتار پلاستیک نیز به تدریج مطرح شده است. بدین منظور، فرمول بندی ها و مدل های جدید مبتنی بر پریداینامیک توسعه یافته اند. در کنار این موارد، هزینه محاسباتی زیاد روش های مبتنی بر پریداینامیک همواره به عنوان نقطه ضعف اصلی این تیوری عنوان شده است. با توسعه روش های پریداینامیک و نیز معرفی روش های ترکیبی مبتنی بر پریداینامیک و تیوری های محلی، مشکل هزینه محاسباتی روش های پریداینامیک تا حد زیادی رفع شده است. مقاله حاضر به معرفی پریداینامیک و مدل های مبتنی بر آن می پردازد. بدین منظور، ابتدا تیوری پریداینامیک، فرمول بندی ها و روش های مبتنی بر آن مرور شده است. سپس در مورد نحوه مدل سازی مواد شبه ترد، تعریف رفتار پلاستیک و نیز استفاده از عملگرهای دیفرانسیلی در این تیوری بحث شده است.

    کلید واژگان: پریداینامیک, مکانیک شکست, مدل غیرمحلی, رشد ترک, آسیب}
    P. Sheikhbahaei, F. Mossaiby*

    Peridynamics is a nonlocal version of the continuum mechanics, in which partial differential equations are replaced by integro-differential ones. Due to not using spatial derivatives of the field variables, it can be applied to problems with discontinuities. In the primary studies, peridynamics has been used to simulate crack propagation in brittle materials. With proving the capabilities of peridynamics, the idea of using this theory to simulate crack propagation in quasi-brittle materials and plastic behavior has been proposed. To this end, formulations and models based on peridynamics have been developed. Meanwhile, the high computational cost of peridynamic methods is the main disadvantage of this theory. With the development of peridynamic methods and introduction of hybrid methods based on peridynamics and local theories, the computational cost of peridynamic methods has been reduced to a large extent. This paper introduces peridynamics and the models based on it. To this end, we first review peridynamics, its formulations, and the methods based on it. Then we discuss the modeling of quasi-brittle materials, simulation of plastic behavior and employing the differential operators in this theory.

    Keywords: Peridynamics, Fracture mechanics, Nonlocal model, Crack growth, Damage}
  • مسعود نصیری، مجتبی ذوالفقاری*، وحید طهماسبی، حامد حیدری
    به دلیل نیاز هایی که در جراحی های ارتوپدی وجود دارد، رفتار مکانیکی استخوان کورتیکال در بار گذاری سیکلی و نرخ کرنش فیزیولوژیک، مورد بررسی قرار گرفته است. تاکید بر روی توسعه قانون ساختاری است که بتواند رفتار حین بارگذاری، باربرداری و بارگذاری مجدد که در آزمایش ها مشاهده شده را ایجاد کند. این مدل ها با ترکیب المان های رئولوژیک و اصول انرژی فرمول بندی خواهند شد. ابتدا دو مدل یک بعدی مستقل از نرخ کرنش فرمول بندی شده، یکی دارای یک متغیر آسیب و دیگری دارای دو متغیر آسیب مجزا در کشش و فشار است، مورد بررسی قرار گرفته و با استفاده از داده های آزمایشگاهی، ضرایب هر مدل به دست آمده است. با مقایسه نتایج شبیه سازی و داده های آزمایشگاهی، اصلاح لازم بر روی مدل ها صورت گرفته است. درنهایت با ترکیب معیار تسلیم ناهمسانگرد برسلر- پیستر و مدل یک بعدی مستقل از نرخ همراه دو متغیر آسیب، مدل سه بعدی متناظر حاصل شد. این مدل سه بعدی در قالب روش اجزاء محدود صریح پیاده سازی شده و نتیجه آن با نتایج شبیه سازی مدل یک بعدی و داده های تجربی سازگاری قابل قبولی نشان داد. این مدل سه بعدی مناسب شبیه سازی هندسه های پیچیده خواهد بود. ضریب تعیین برای مدل های یک بعدیRI ، ±RI، RI و  ±RI اصلاح شده و مدل سه بعدی به ترتیب مقادیر 0/882174 ، 0/965665، 0/995508 ، 0/996279 و  0/984866  حاصل شده است.
    کلید واژگان: استخوان کورتیکال, الاستیسیته, پلاستیسیته, آسیب, جراحی ارتوپدی}
    Masoud Nasiri, Mojtaba Zolfaghari *, Vahid Tahmasbi, Hamed Heydari
    Due to the need for orthopedic surgery, the mechanical behavior of the cortical bone in cyclic loading and physiological strain rate has been investigated. The emphasis is on developing a structural law that can establish the behavior during loading, unloading and reloading observed in experiments. These models will be formulated by combining rheological elements and energy principles. First, two one-dimensional models independent of the strain rate are formulated, one with one damage variable and the other with two different damage variables in tension and compression, are examined, and using laboratory data, the coefficients of each model are obtained. By comparing the simulation results and laboratory data, the necessary modifications have been made to the models. Finally, by combining the Bresler-Pister anisotropic yield criterion and the one-dimensional model independent of the rate associated with the two damage variables, the corresponding three-dimensional model was obtained. This three-dimensional model was implemented in the form of an explicit finite element method and the result showed acceptable compatibility with the simulation results of the one-dimensional model and experimental data. This three-dimensional model will be suitable for simulating complex geometries. The coefficient of determination for one-dimensional modelsRI ,RI± ,RI , RI±and  has been modified and the three-dimensional model has obtained values of 0.882174, 0.965665, 0.995508, 0.996279, and 0.984866, respectively.
    Keywords: Cortical Bone, Elasticity Plasticity, Damage, Orthopedic Surgery}
  • مظاهر سلامت طلب*، وحید طهماسبی، مهدی صفری، علی زین العابدین بیگی
    در تحقیق حاضر، اثر پارامترهای مختلف عملیات سوراخکاری مانند سرعت دورانی ابزار، نرخ پیشروی و قطر ابزار بر میزان آسیب ایجاد شده در محل سوراخکاری چندلایه های کامپوزیتی به صورت آزمایشگاهی و تحلیل آماری مورد بررسی قرار گرفته است. بدین منظور چندلایه کامپوزیتی شیشه/اپوکسی 12 لایه با پارچه بافته شده شیشه با بافت ساده و با استفاده از روش لایه چینی دستی ساخته شده و با انجام عملیات سوراخکاری با استفاده از ماشین فرز کنترل عددی، مورد آزمایش قرار گرفتند. آنگاه متغیر آسیب تعریف شده و با استفاده از میکروسکوپ نوری، نواحی آسیب شناسایی و مورد بررسی قرار گرفته است. سپس با استفاده از روش تحلیل حساسیت سوبل، به بررسی تاثیر هر یک از پارامترهای یاد شده در بالا، بر متغیر آسیب تورقی ایجاد شده در ناحیه سوراخکاری پرداخته شده است. نتایج آماری نشان می دهند که برای تحلیل متغیر آسیب، می بایست اثر همزمان سرعت پیشروی به همراه سرعت دورانی ابزار را در نظر گرفت به طوریکه در قطرهای پایین، کاهش سرعت پیشروی به همراه کاهش سرعت دورانی موجب کمینه شدن متغیر آسیب شده و این در حالی است که در قطرهای بالا، افزایش همزمان دو متغیر یاد شده موجب کمینه شدن آسیب تورقی در لایه های خروجی چندلایه کامپوزیتی می گردد. تحلیل حساسیت سوبل انجام شده نشان می دهد که قطر ابزار، سرعت پیشروی و سرعت دورانی به ترتیب بیشترین تاثیر را بر متغیر آسیب خواهند داشت.
    کلید واژگان: تورق, سوراخکاری, چندلایه های کامپوزیتی, آسیب, تحلیل حساسیت سوبل}
    Mazaher Salamat-Talab *, Vahid Tahmasbi, Mehdi Safari, Ali Zeinolabedin Beygi
    In the present study, the effect of different parameters including of tool rotational speed, feed rate and tool diameter on the damage caused by drilling operations near the drilling hole in the E-glass/epoxy composite laminates with twelve layers of plain woven fabric manufactured using hand lay-up method was investigated and the experimental tests conducted on them. Then, using the Sobol statistical sensitivity analysis method, the effect of the above-mentioned parameters on the induced damage near the drilling hole was investigated. The statistical and experimental results show that for analyzing the damage variable, the simultaneous effect of rotational velocity in conjunction with feed rate of the drilling tool should be taken into account in order to minimize the damage variable, so that in the low velocities, the reduction of feed rate along with the reduction of the rotational speed causes the damaged variable to be minimized, while at the same time, in the high diameters, the simultaneous increase of the two mentioned parameters, minimizes delamination induced damage in laminated composites. The Sobel sensitivity analysis shows that the diameter of the tool, the velocity, and the rotational speed will have the greatest effect on damage variable in laminated composites, respectively.
    Keywords: Delamination, Drilling, Laminated composites, Damage, Sobol sensitivity analysis}
  • فاطمه روحانی، محمدرضا ذاکرزاده، مصطفی باغانی*

    یکی از روش های درمان گرفتگی رگ، جایگذاری استنت خوداتساع در رگ می باشد،استفاده از آلیاژهای حافظه دار در ساخت استنت خوداتساع به دلیل خواص سوپرالاستیک این آلیاژ گسترش یافته است. در این مقاله با جایگذاری استنت آلیاژی حافظه دار در رگ، به بررسی میزان تنش و آسیب وارد به رگ توسط استنت در نرم افزار آباکوس پرداخته شده است. به منظور شبیه سازی رفتار رگ در این کار خواص غیرالاستیک رگ، که شامل نرم شدگی و تغییر شکل پایدار رگ می باشد، در نظر گرفته شده و به منظور شبیه سازی رفتار استنت از مدل ساختاری سوزا استفاده شده است. با استفاده از مدل آسیب که در این مقاله در نظر گرفته شده است میزان آسیب ایجادشده در رگ، که یکی از عوامل گرفتگی مجدد رگ است، بررسی شده است. در صورت استفاده از مدل هایپرالاستیک و بدون درنظرگرفتن آسیب ایجادشده در بافت رگ، بعد از برداشتن استنت تنش و کرنشی در رگ باقی نمی ماند و این نتیجه موجب خطا در پیش بینی رفتار رگ بعد از استنت گذاری می گردد. هم چنین در این مقاله از رگ با هندسه ی واقعی استفاده شده است، بدین وسیله تحلیل مطابقت بیشتری با واقعیت دارد و امکان تعیین نقاط بیشینه تنش و آسیب در رگ فراهم شده است.

    کلید واژگان: استنت خوداتساع, آسیب, رگ, آلیاژ حافظه دار}
    Fatemeh Rouhani, Mohammadreza Zakerzadeh, Mostafa Baghani *

    One of the common methods to resolve artery stenosis is the insertion of a shape memory alloy stent in the artery. The use of shape memory alloys in the manufacturing of self-expandable stent has expanded because of the superelastic behavior of this alloy. In this paper, we simulated a shape memory alloy stent insertion in an artery to explore stress and damage effects arising from the stent insertion on the artery by using ABAQUS software. To simulate the mechanical behavior of artery, we considered the effect of the inelastic arterial properties (stress softening and recoverable inelastic deformation) that activated under supraphysiological loading in the stenting process, and to simulate stent behavior, the Souza model is used. These two models were applied in ABAQUS by UMAT codes. By using the damage model, the amount of damage in the artery, which is one of the factors of restenosis, is investigated. Also, in this paper, we have used real diseased artery geometry, which was specified from high-resolution magnetic resonance images, therefore the analysis is more in line with reality and it is possible to determine the location of the maximum stress and damage in the artery.

    Keywords: Self-Expandable Stent, Damage, Artery, Shape Memory Alloy}
  • محمود ذبیح پور*، هومن اولادی
    مهم ترین عاملی که سلامت یک سازه را با خطر مواجه می کند، وجود عیوبی است که به دلایل مختلف در آن سازه وجود داشته یا پدیدار می شوند. بنابراین، ضروری است شناختی کافی از اثر حضور انواع آن آسیب ها بر پاسخ مکانیکی سازه وجود داشته باشد. در مقاله حاضر، به بررسی اثر حضور و ویژگی های آسیب در یکی از حساس ترین اجزاء یک سازه هوایی یعنی اسپار کامپوزیتی بال هواپیما از منظر محاسبه تغییرات پاسخ مکانیکی آن در نقاط معیار پرداخته شده-است. با شناسایی اثرات، الگوریتم پیاده سازی سیستم پایش سلامت سازه قابل شناسایی خواهدبود. از روش قدرتمند المان محدود در تعیین نتایج با دقت مناسب در تغییرات رفتار مکانیکی بهره گرفته شده است. محاسبه و رصد تغییرات خواص مکانیکی جامع اسپار در قالب مدل های متعدد، به عنوان مبنای فرآیند پایش سلامت اسپار کامپوزیتی تعریف گردیده است. ارزیابی نتایج، نشان می دهد تغییر رفتار مکانیکی اسپار کامپوزیتی در بارهای اعمالی مختلف، ارتباط مستقیم با محل ایجاد آسیب، نحوه رشد و اندازه ی آسیب دارد و موقعیت مکانی آسیب با تاثیر بیشتر و مهم تری نسبت به اندازه آسیب بر تغییرات رفتار مکانیکی اسپار کامپوزیتی همراه است.
    کلید واژگان: اسپار کامپوزیتی, پاسخ مکانیکی, روش اجزاء محدود, آسیب, هواپیمای سبک}
    Mahmood Zabihpoor *, Homan Oladi
    The most important factor that threatens the health of a structure is the existence of imperfections that occur or appear in different contexts as damage. Therefore it is necessary to have adequate cognition of the effect of the presence of different types of damage on the mechanical response of the structure. In the present paper, the effect of the presence and characteristics of damage on the light aircraft wing composite spar as one of the most important components from the perspective of computing the variations of its mechanical response in the criterion points has been investigated.By determining the effects, the algorithm of the implementation of the health monitoring system of the structure will be identifiable. The computation and observation of changes in the mechanical properties of spar in a variety of models have been performed as the basis of the composite spar health monitoring process through FEM. The results represents that the mechanical behavior of composite spar in different loadings are in direct relation with the location of damage in which nucleated, damage growth process and sizes. The damage location represents more important effect than the damage size to the changes produced in the mechanical behavior of the composite spar.
    Keywords: Composite Spar, Mechanical Response, FEM, Damage, Light Aircraft}
  • روزبه اقبال پور، مصطفی باغانی*، حمید شهسواری، محمد شجاعی فرد، سعید سهراب پور

    خرابی در بسترهای آسفالتی یکی از بزرگترین مشکلات راه سازی است که سالانه مبالغ فراوانی صرف بازسازی آنها می شود. فرایند ترمیم برای بازیابی آسیب یکی از روش های موثر به منظور افزایش عمر این بسترهاست که اخیرا توسط محققین ارائه شده است. لذا در این پژوهش با در نظر گرفتن یک مدل سازگار ترمودینامیکی، رفتار مکانیکی بستر آسفالت خودترمیم حین حرکت وسیله ی نقلیه در نرم افزار اجزاء محدود بررسی شده است. به همین دلیل مدل ساختاری مذکور صریحا گسسته سازی زمانی شده و در غالب زیرروال VUMAT در نرم افزار ABAQUS مورد استفاده قرار گرفته است. در این شبیه سازی عمر بستر آسفالت با در نظر گرفتن اثر ترمیم و بدون آن مقایسه می شود. نتایج به دست آمده از شبیه سازی های انجام گرفته نشان می دهد که با اعمال اثر ترمیم سرعت رشد آسیب و خرابی ناشی از تغییر شکل دائمی بستر کاهش پیدا کرده و می توان عمر بستر را تا بیش از 70\٪ افزایش داد.

    کلید واژگان: بستر آسفالت, اثر ترمیم, آسیب, گسسته سازی زمانی صریح, مدل سازی اجزاء محدود}
    R. Eghbal poor, M. Baghani *, H. Shahsavari, M. Shojaei fard, S. Sohrabpour

    The destruction of asphalt pavements is one of the biggest problems in road construction in the world, which incurs a huge amount of annual rebuilding. The healing process to recover damage is one of the effective methods to extend the life of these pavements, which has been presented by researchers in recent years. Self-healing polymers are a class of smart materials that, without the need for external stimulation, can repair part of the damage generated as microcracks and microvoids in their microstructures. Along with the purpose of the study, i.e., investigating the effect of healing in the lifetime of asphalt pavements, the explicit time-discrete form of the thermodynamically consistent model is presented in order to be utilized in a finite element ABAQUS software by VUMAT subroutine. The discretization method mentioned here has benefits such as low calculation costs and high reliability in response. Then, three-dimensional modeling of general vehicles' tire has been done using hyperelastic and viscoelastic materials in order to have the desired deformation on the pavement after applying the load. In the following, to evaluate permanent deformations (common failures in the asphalt pavement) and the effect of the healing process on its dilation, it is necessary to simulate its behavior in high-cycle loadings. In order to reduce the cost and time of computation, an alternative method has been used. In this method, in order to speed up the growth of damage and, also, healing effect, tire moving velocity has decreased. This may increase the time of loading on asphalt; therefore, rate of damage increase. In this simulations, the life of the asphalt pavement is compared with the effect of healing and without the effect. The results obtained from the simulations show that, by applying the effect of healing, the growth rate of damage and destructions caused by the permanent deformation of the pavement decreases, and the pavement lifetime can be increased up to more than 70%.

    Keywords: Asphalt pavement, healing effect, Damage, explicit time discretization, Finite element modeling}
  • حامد فداء، علی سلیمانی*، حامد صادقیان
    میکروسکوپ نیروی اتمی پرسرعت (HS-AFM) به دلیل دقت بالا و قابلیت تصویربرداری سه بعدی یکی از پرکاربردترین تکنیک های مورد استفاده در فناوری نانو است. علی رغم مزیت ها و غیرمخرب شناخته شدن این تکنیک، اگر ماکزیمم نیروی دافعه برهمکنش بیشتر از تنش شکست نمونه یا سوزن باشد آسیب نمونه یا سوزن محتمل خواهد بود. تاکنون مطالعات زیادی در مورد نیروهای دافعه در حالت ضربه ای انجام شده اما اکثرا در حالت پایدار بوده است. برای مواد نرم و در حالت گذرا هنگامی که سوزن ناگهان با یک پله رو به بالا مواجه می شود نیروی دافعه می تواند از حالت پایدار بیشتر بوده و در نتیجه باعث ایجاد آسیب به نمونه شود. بنابراین اگر مقادیر پارامترها به طور مناسب انتخاب نشود تنش نمونه- سوزن ممکن است از تنش تسلیم نمونه تجاوز کند. در این مقاله ماکزیمم نیروی برهمکنش گذرا در دو بازه زمانی جاذبه و دافعه با یکدیگر مقایسه و تحلیل اثر پارامترهای مهم اسکن روی ماکزیمم تنش گذرای مواد نرم در میکروسکوپ نیروی اتمی پرسرعت در شرایط گذرا به صورت تئوری انجام شده و نمودارهای دقت جانبی و سرعت اسکن نیز ارایه شده که از نوآوری های این تحقیق است به طوری که در میکروسکوپ پرسرعت نمونه های نرم با مدول الاستیسیته در محدوده 2گیگاپاسکال به منظور پیشگیری از آسیب نمونه، استفاده از سفتی فنر در رنج 1-0/1نیوتون بر متر، دامنه آزاد 100-60نانومتر، نسبت دامنه 0/9-0/8، فاکتور کیفیت 100-50، شعاع سوزن 40-10نانومتر و سرعت اسکن 0/3-0/1میلی متر بر ثانیه نسبت به رزولوشن مورد نظر توصیه می شود تا فرآیند اسکن به صورت ایمن و با نتایج دقیق انجام شود.
    کلید واژگان: یکروسکوپ نیروی اتمی پرسرعت, برهمکنش نمونه- سوزن, ماکزیمم نیروی دافعه, شرایط گذرا, آسیب}
    H. Fada, A. Soleimani*, H. Sadeghian
    High speed atomic force microscopy (HS-AFM) is one of the widely used techniques in nanotechnology applications due to high resolution and the ability of 3D imaging. Despite its advantages and although it is known as a nondestructive technique, tip or sample damage can occur if maximum repulsive force is higher than the failure stress of the sample or tip, as a result of tip-sample interactions. Several studies in understanding the peak repulsive forces in tapping mode AFM have been carried out, but mostly in steady state situations. In transient situation when tip encounters a sudden steep upward step, the repulsive force can be much higher than that in the steady state situation and, consequently, damage could happen. Therefore, if appropriate parameters’ values are not tuned, the tip-sample stress may exceed yield stress of the tip or the sample. This paper presents the comparison of maximum transient interaction forces in time periods of net attractive and repulsive forces and the effects of important scanning parameters on maximum transient stress of compliant samples with the elastic modulus in the range of 2GPa together with lateral resolution and scanning speed diagrams, using theoretical analysis as a novelty of this paper, so that selecting cantilever stiffness in the range of 0.1-1N/m, free air amplitude 60-100nm, amplitude ratio 0.8-0.9, quality factor 50-100, tip radius 10-40 nm, and scanning speed 0.1-0.3mm/s relative to required lateral resolution indeed leads to safe high speed microscopy.
    Keywords: High Speed AFM, Tip-sample Interactions, Peak Repulsive Force, Transient Situation, Damage}
  • هادی تقی ملک*، محمد رضا مرکی، مجید آذرگمان
    در پژوهش حاضر، مس خالص به وسیله ی فرآیند فشرده سازی شیاری محدود طی دو پاس در دمای اتاق، ضریب اصطکاک برشی برابر 1/0 با پارامترهای ورودی زاویه دندانه قالب، سرعت پیشروی قالب بالا و دمای ورق تحت تغییر شکل پلاستیک شدید قرار گرفت. شبیه-سازی با استفاده از نرم افزار DEFORM-3D انجام گرفت. مش بندی از نوع المان مثلثی شکل با پیروی از قانون راس به راس المان بندی انجام شد. پارامترهای مورد بررسی در پژوهش حاضر شامل تاثیر تغییر شکل پلاستیک شدید بر خواص مکانیکی، آسیب در ورق بر حسب کرنش موثر و در نهایت ارائه الگوریتمی برای سه عامل سرعت حرکت سنبه، زاویه دندانه قالب و دمای ورق مصرفی می باشد. آزمایشاتی به روش تاگوچی با سه عامل سه سطح طراحی شد. صحه گذاری نتایج بدست آمده از شبیه سازی برای فولاد کم کربن با مرجع 11 صحت سنجی شد. نتایج بدست آمده نشان می دهد با افزایش تعداد پاس ها اثرات فرآیند بر ورق مسی در رفتار مکانیکی و چقرمگی بر اساس نمودار تنش و کرنش کاهش یافته ولی در فولاد کم کربن برعکس نتایج ورق مسی می باشد. میزان آسیب بر حسب نرخ کرنش و بیشترین توزیع کرنش موثر خواهد بود. آسیب در نمونه فولادی ضریب اطمینان بیشتری نسبت به نمونه مسی پیدا کرده و در آزمایش شماره 7 ورق مسی، کرنش موثر با میزان آسیب به کمترین حد رسیده ولی همچنان ماده تسلیم نشده است. با بررسی نتایج الگوریتم منطق فازی برای مدل سازی شیار محدود بیشترین سازگاری و کمترین خطا را با داده های تجربی و شبیه سازی دارا می باشد.
    کلید واژگان: آسیب, مس خالص, شیار محدود, آنالیز المان محدود, فولاد کم کربن}
  • احمد رضا میر، مهرداد آقایی خفری*
    دف این مطالعه، بررسی عمر با توجه به آسیب های واردشده توسط مکانیزم های اصلی توسعه آسیب در پره های توربین و مدل کردن نحوه رشد آسیب است. برای این منظور آزمایش خستگی سیکل پایین کرنش- کنترل روی فولاد زنگ نزن مارتنزیتی 410 در حالت تمپرشده در دمای C°565 در سه محدوده کرنش 0/8، 1 و 1/5 با دمای ثابت C°500 و زمان نگهداری 15ثانیه در هر سیکل انجام شده است. اثر برهم کنش خزش- خستگی روی عمر و همچنین آسیب واردشده به پره توربین در شرایط مختلف بررسی شد. نتایج نشان داد که با تغییرات دامنه کرنش از 0/8به 1/5، عمر قطعه از 205 به 65 سیکل تغییر می کند و این در حالی بوده که سطح شکست نمونه ها نیز با هم متفاوت است. در مرحله بعد مدل کافین- مانسون اصلاح شده برای نشان دادن آسیب و تاثیر همزمان آن روی عمر قطعه بررسی شد. نتایج نشان داد که با کاهش تعداد رسوبات مرزدانه ای و تاثیر آن روی حفرات ایجادشده در قطعه، آسیب واردشده کمتر می شود و در نتیجه عمر پره توربین افزایش می یابد. آزمون های کشش دمای بالا و خستگی سیکل پایین تنش- کنترل دمای بالا نیز در حالت های تمپر مختلف، برای فولاد زنگ نزن 410 و 420 انجام گرفت و نتایج نشان داد که در شرایط یکسان افزایش دمای تمپر از 200 به C°565 باعث کاهش عمر از 2218 به 1952 سیکل شده است.
    کلید واژگان: عمر, آسیب, خستگی, فولاد زن گنزن, پره های توربین}
    A. Mir, M. Aghaie, Khafri*
    The aim of this study is to investigate the life-span according to the damage caused by the main mechanisms of damage development in turbine blades and to model the growth of the damage. For this purpose, the low cycle fatigue test on martensitic 410 stainless steel was immersed in tempered glass at 565°C in three strain gauges 0.8, 1 and 1.5 with a constant temperature of 500°C and 15 seconds per cycle. The effect of creep-fatigue interaction on life and also damage to turbine blade in different conditions was investigated. The results showed that with the variation of the strain amplitude from 0.8 to 1.5, the life of the piece varies from 205 to 65 cycles and this is while the level of failure of the samples varies. In the next step, the modified Coffin-Manson model was used to indicate the damage and its simultaneous effect on the life of the piece. The results showed that decreasing the number of grain boundaries and its effect on the cavities created in the piece decreases the damage and thus the life of the turbine blade increases. High-temperature tensile tests and low-tensile fatigue-temperature control were also performed in different tempering modes for 410 and 420 steel stainless steel and The results showed that, under the same conditions, the temperature increase from 200 to 565°C resulted in a decrease in life from 2218 to 1952 cycles.
    Keywords: Life, Damage, Fatigue, Stainless Steel, Turbine Blades}
  • فرهاد حاجی ابوطالبی، ارسلان سلیمی
    یکی از معیارهای ساده برای تخمین میزان شکل پذیری ورق های فلزی، استفاده از نمودار حد شکل دهی (FLD) است. تعیین میزان دقت و محدوده پیش بینی مناسب این معیار، از مهم ترین چالش های محققین و مهندسین می باشد. در تحقیق حاضر، ابتدا با استفاده از نمودار حد شکل دهی برای فولاد St14، تعدادی از آزمایش های عملی مانند کشش نمونه های استاندارد، شیاردار و شکاف دار، فرآیندهای هیدروفرمینگ لوله و کشش عمیق شبیه سازی شده، امکان وقوع ترک و گسیختگی در آنها پیش بینی می گردد. سپس، به منظور ارزیابی معیار آسیب نمودار حد شکل دهی، آزمایش-های فوق به صورت تجربی نیز انجام شده و نتایج عملی حاصل می گردد. در نهایت، با مقایسه نتایج شبیه سازی های عددی و مشاهدات تجربی، میزان دقت و محدوده مناسب برای پیش بینی شکست ورق های فلزی توسط نمودار حد شکل دهی FLD آشکار می شود
    کلید واژگان: نمودار حد شکل دهی (FLD), آسیب, پیش بینی شروع ترک و گسیختگی}
    Farhad Haji Aboutalebi
    One of the simple criteria for estimating the formability of sheet metals is use of forming limit diagram (FLD). Determining the amount of accuracy and the range of proper prediction of this criterion is one of the most important challenges of researchers and engineers. In the present research first, employing the forming limit diagram of St14 steel, number of practical experiments such as tensile test of standard, notched, and opened specimens, tube hydroforming and deep drawing processes are simulated, and possibility of crack initiation and fracture in them are predicted. Then, to evaluate the forming limit diagram damage criterion, the above experiments are also practically performed and the practical results are achieved. Finally, comparing the results of numerical simulations and empirical observations, the amount of accuracy and proper range for fracture prediction of sheet metals by the FLD damage criterion is revealed.
    Keywords: Forming Limit Diagram (FLD), Damage, Prediction of Crack Initiation, Fracture}
  • محمد هدایتیان، غلام حسین لیاقت، غلامحسین رحیمی، محمدحسین پل
    به دلیل افزایش بسیار زیاد توان محاسباتی در سال های اخیر، شبیه سازی های عددی به دلیل در نظر گرفتن مکانیزم های مختلف و پیچیده شکست، بیشترین سهم در طراحی سازه های کامپوزیتی را از آن خود کرده اند. با این حال مدلسازی دقیق و سه بعدی آسیب های ناشی از پدیده ضربه هنوز هم به عنوان چالشی جدی مطرح می باشد. در تحقیق حاضر از پیشرفته ترین روش مدل سازی المان محدود کامپوزیت ها (آباکوس - اکسپلیسیت)، جهت تعیین رفتار سازه های مشبک استوانه ای کامپوزیتی، هنگامی که تحت برخورد قرار می گیرند، استفاده شده است. بدین منظور برای مدلسازی پوسته و تقویت کننده ها از المان های جامد سه بعدی و جهت تعیین رفتار ماده، از مدل مادی وی یومت بر مبنای معیارهای آسیب پاک و هاشین(سه بعدی) استفاده شد. به دلیل عدم وجود معیارهای ذکر شده در نسخه های تجاری نرم افزار و اهمیت در نظر گرفتن چنین آسیب-هایی در مدلسازی عددی، معیارهای مذکور با استفاده از کدنویسی در محیط نرم افزار فرترن نوشته شدند و به این شکل تحلیل پدیده نفوذ در سازه های کامپوزیتی که با المان های جامد سه بعدی مدل شده اند به قابلیت نرم افزار اضافه گردید. نمودارهای تغییرات سرعت و نیروی پرتابه، گستردگی سطح خرابی و مکانیزم های مختلف شکست به عنوان نتایج گزارش شده اند. در این تحقیق به منظور اعتبار سنجی مدل از آزمون های تجربی استفاده شد. نتایج حاصل از شبیه سازی توافق بسیار خوبی را با نتایج تجربی نشان می دهند.
    کلید واژگان: کامپوزیت مشبک, آسیب, شکست, ضربه بالستیک, مدلسازی عددی}
    Mohammad Hedayatian, Golamhossein Lighat, G. H. Rahimi, Mohammad Hossein Pol
    Due to the extreme increase in computational power over the recent years، numerical methods have gained the most proportion in analyzing composite structures and components because of the consideration complicated failure mechanisms such as delamination، fiber buckling and fiber breakage، matrix cracking، debonding ribs of skin and a combination of mentioned failure mechanisms. However exact three - dimensional modeling damages caused by impact phenomena is still a challenge. In present numerical work، the most advanced modeling techniques have been used to predict the behavior of composite structure under high velocity impact. The ribs and layers have been modeled using solid elements and a user defined material model with modified puck and Hashin (3D) failure criteria was implemented. Because these failure criteria do not exist in Commercial version of the Abaqus software، we have used Fortran software for writing these criteria so this capability was added to the software. Figures of velocity variations and force variations of projectile، damaged area، different mechanisms of fracture were reported as results and commented upon. In this study، The numerical results have been validated with experimental data and show very good agreement.
    Keywords: Grid composite, damage, fracture, ballistic impact, numerical modeling}
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