جستجوی مقالات مرتبط با کلیدواژه "ماده مرکب" در نشریات گروه "مکانیک"
تکرار جستجوی کلیدواژه «ماده مرکب» در نشریات گروه «فنی و مهندسی»-
در این مقاله، از روش سطح پاسخ جهت بررسی اثر پارامترهای فرآیند سوراخ کاری شامل سرعت برشی، سرعت پیشروی، زاویه راس مته و زاویه آزاد مته بر نیروی محوری در کامپوزیت فنل تقویت شده توسط الیاف کتان استفاده شده است. این ماده مرکب پایه پلیمری در بازار به عنوان فیبر استخوانی نخ دار شناخته می شود و در صنایع مختلف ازجمله صنایع الکترونیک و هوافضا استفاده می شود. بررسی اثر زاویه آزاد مته به عنوان یکی از پارامترهای موثر در فرآیند سوراخ کاری از نقاط قوت مقاله حاضر است. از آنالیز واریانس جهت بررسی میزان تاثیرگذاری هر یک از پارامترها بر نیروی محوری استفاده شد. با توجه به نتایج به دست آمده معین شد سرعت برشی (سرعت دوران ابزار) و زاویه آزاد به ترتیب بیشترین و کمترین تاثیر را بر نیروی محوری دارند. همچنین با توجه به معادله درجه دوم برازش شده برای بیان نیروی محوری به عنوان تابعی از پارامترهای فرایند مورد بررسی، کمینه نیروی محوری در شرایط زاویه راس مته 4/106 درجه و زاویه آزاد 4/8 درجه بدست آمد.کلید واژگان: ماده مرکب, سوراخ کاری, نیروی محوری, مته مارپیچIn this study, the response surface method is used to investigate the effect of drilling process parameters including cutting speed, feed rate, , drill bit point angle and drill bit relief angle on the thrust force of cotton phenol composite. This polymer-based composite material is used in various industries including electronics and aerospace industries. Investigating the effect of the drill bit relief angle as one of the effective parameters in the drilling process is one of the strength points of this research. Design of experiments was conducted using Box–Behnken method and the response surface method was used to express the trust force as a quadratic function of investigated process parameters. Variance analysis was used to check the influence of each parameter on the trust force. According to the obtained results, it was determined that cutting speed (i.e. tool revolution speed) and drill bit relief angle have the greatest and least effect on the trust force, respectively. Also, according to the quadratic equation fitted to express the trust force as a function of the investigated process parameters, the minimum trust force was obtained in the conditions of the drill bit point angle of 106.4 degrees and the drill bit relief angle of 8.4 degrees.Keywords: Composite Material, Drilling, Trust Force, Spiral Drill Bit
-
با معرفی فرایندهای ساخت افزایشی و چاپگرهای سه بعدی، تحقیقات بسیار زیادی در این حوزه انجام گرفته و در حال انجام است. روش های مبتنی بر روزن رانی پلیمر که با نام لایه نشانی ذوبی شناخته می شوند یکی از پرکاربردترین روش های ساخت افزایشی هستند. بیشترین تحقیقات انجام شده در روش لایه نشانی ذوبی، مربوط به افزایش خواص مکانیکی نمونه های چاپ شده است. بهینه سازی پارامترهای فرایند، افزودن ذرات پرکننده فلزی و غیرفلزی، استفاده از عملیات پس پردازشگر (انواع عملیات حرارتی، استفاده از امواج التراسونیک و غیره)، استفاده از الیاف پیوسته از اصلی ترین روش های به کار گرفته شده هستند. موثرترین روش در افزایش خواص مکانیکی به ویژه خواص مکانیکی کششی استفاده از الیاف پیوسته با استحکام بالا نظیر کربن، شیشه و آرامید است. البته استفاده از الیاف پیوسته طبیعی مانند کتان، کنف و غیره نیز مورد توجه بوده است. هدف از این پژوهش بررسی خواص فشاری نمونه های چاپ سه بعدی شده به روش لایه نشانی ذوبی است. در این راستا استحکام فشاری نمونه های پلیمری از جنس پلی لاکتیک اسید خالص و نیز نمونه مرکب پلی لاکتیک اسید/الیاف پیوسته شیشه مورد بررسی قرار می گیرد. واضح است که اگر الیاف پیوسته در راستای اعمال بار فشاری قرار گیرند، توانایی تحمل بار فشاری را ندارند. لذا در این پژوهش با قرار دادن الیاف در جهت عمود بر جهت اعمال بار و با توجه به پدیده ایجاد کرنشی عرضی، الیاف تحت کشش قرارگرفته و استحکام فشاری نمونه مرکب نسبت به نمونه پلیمری خالص به میزان 10 درصد افزایش می یابد.کلید واژگان: ماده مرکب, ساخت افزایشی, چاپ سه بعدی, استحکام فشاری, الیاف پیوستهWith the introduction of additive manufacturing processes and 3D printers, a lot of research has been done and is being done in this field. Methods based on polymer extrusion, known as fused deposition modeling, are one of the most widely used additive manufacturing methods. Most of the research done in the fused deposition modeling method is related to increasing the mechanical properties of the printed samples. Optimization of process parameters, addition of metal and non-metal filler particles, use of post-processing operations (types of heat treatment, use of ultrasonic waves, etc.), and use of continuous fibers are the main methods used. The most effective method for increasing mechanical properties, especially tensile mechanical properties, is the use of continuous fibers with high strength such as carbon, glass, and aramid. Of course, the use of continuous natural fibers such as linen, hemp, etc. has also been considered. This research aims to investigate the compressive properties of 3D-printed samples using the fused deposition modeling method. In this regard, the compressive strength of polymer samples made of neat polylactic acid and composite samples of polylactic acid/continuous glass fiber is investigated. It is clear that if the continuous fibers are placed in the direction of applying the compressive load, they are not able to withstand the compressive load. Therefore, in this research, by placing the fibers in the direction perpendicular to the direction of the load and considering the phenomenon of transverse strain, the fibers are subjected to tension, and the compressive strength of the composite sample increases by 10% compared to the pure polymer sample.Keywords: Composite Material, Additive Manufacturing, 3D Printing, Compressive Strength, Continuous Fibers
-
در این مقاله، تحلیل ارتعاشات گذرای غیرخطی ضربه با سرعت پایین بر روی پوسته استوانه ای مرکب تحت فشار داخلی با استفاده از روش های تحلیلی و اجزای محدود مورد بررسی قرار گرفته است. معادلات دیفرانسیل با مشتقات جزیی حاکم بر حرکت پوسته با استفاده از نظریه غیرخطی پوسته دانل استخراج شده است. نیروی برخورد ناشی از ضربه زننده با قانون تماس اصلاح شده هرتز مدل شده است. برای مدل سازی ضربه با سرعت پایین در روش تحلیلی از مدل ارایه شده توسط شیواکمار بهره گرفته شده است. با استفاده از روش گالرکین معادلات دیفرانسیل غیرخطی حاکم بر ارتعاشات پوسته حل شده اند. سپس، پاسخ دینامیکی و تنشی پوسته تحت ضربه با سرعت پایین به کمک روش اجزای محدود با استفاده از نرم افزار ABAQUS و برنامه توسعه داه شده در محیط نرم افزار ریاضی Mathematica تحلیل شده است. سرانجام، اثر تغییر پارامترهای مختلف مانند تعداد لایه ها، چیدمان لایه ها، ضخامت و شعاع پوسته و مشخصات ضربه زننده بر پاسخ پوسته مورد بررسی قرار گرفته است. مشاهده گردید که زاویه الیاف لایه کامپوزیت اثر قابل توجهی بر پاسخ دینامیکی پوسته تحت ضربه داشته و با افزایش زاویه الیاف، دامنه پاسخ دینامیکی پوسته کاهش می یابد. همچنین، برای پوسته با شعاع کوچکتر فرکانس پاسخ بالاتر بوده و با افزایش شعاع پوسته اثر آن در تغییر فرکانس پاسخ کمتر می گردد.کلید واژگان: پوسته استوانه ای, ماده مرکب, ارتعاشات غیرخطی, فرکانس طبیعی, ضربه با سرعت پایین, فشار داخلیIn this paper, nonlinear vibration analysis of a composite cylindrical shell with internal pressure, subjected to a low velocity impact is investigated using analytical and FE methods. The governing coupled partial differential equations of motion are derived using Donnel’s nonlinear shell theory. The impact force is modeled by employing the modified Hertzian contact theory. To model the low velocity impact, the model proposed by Shivakumar is exploited. The governing nonlinear coupled partial differential equations of motion for the shell are solved using the Galerkin method. Then, the dynamic response and generated stresses of the cylindrical shell subjected to a low velocity impact are analyzed using the ABAQUS FE software and a mathematical code developed in the environment of Mathematica software. Finally, the effect of some parameters on the impact response is studied. These parameters include the number of layers, ply orientation, shell thickness and shell radius and characteristics of the striker. It is seen that ply orientation of the composite layer has a significant effect on the dynamic response of the shell under impact and when the ply angle increases the amplitude of dynamic response of the shell decreases. Moreover, for a shell with smaller radius the response frequency is higher and when the radius of the shell increases, its effect on the frequency variation, decreases.Keywords: Cylindrical Shell, Composite Material, Nonlinear vibrations, Natural frequency, Low velocity impact, Internal pressure
-
در این مقاله، تحلیل ارتعاشات غیرخطی پوسته استوانه ای از جنس ماده مرکب لایه ای متقارن بر روی بستر ویسکوالاستیک که جریان هوا با سرعت زیر صوت از روی آن عبور می کند مورد بررسی قرار می گیرد. شرایط مرزی دو انتهای پوسته استوانه ای، گیردار فرض شده است. معادلات حاکم بر ارتعاشات پوسته در راستاهای طولی، محیطی و شعاعی با استفاده از نظریه پوسته غیرخطی دانل به دست آمده است. با بهره گیری از روش گالرکین، سه معادله دیفرانسیل با مشتقات جزیی حاکم بر حرکت به یک معادله دیفرانسیل معمولی غیرخطی حاکم بر ارتعاشات جانبی (شعاعی) تبدیل می گردد. سپس، روابط فرکانس طبیعی خطی و غیرخطی و رابطه دامنه ارتعاشات برحسب فرکانس طبیعی بی بعد پوسته محاسبه گردیده است. تاثیر تغییر پارامترهای مختلف شامل زاویه لایه های ماده مرکب در لایه چینی، سفتی و میرایی بستر ویسکوالاستیک و بار تحریک خارجی بر روی رفتار ارتعاشات آزاد و اجباری پوسته در تحلیل ها مطالعه می گردد. همچنین، منحنی های جابجایی شعاعی پوسته برحسب زمان در حالت خطی و غیرخطی ارائه شده است.کلید واژگان: پوسته استوانه ای, ماده مرکب, بستر ویسکوالاستیک, ارتعاشات غیرخطی, پاسخ فرکانسی, جریان خارجی هواIn this paper, the nonlinear vibration analysis of a symmetric laminated composite cylindrical shell on a viscoelastic foundation under a subsonic external air flow has been investigated. The boundary conditions for both ends of the cylindrical shell are clamped conditions. The governing equations of motion in the longitudinal, circumferential and radial directions are derived in conducture with the Donnel’s nonlinear shell theory. Using Galerkin method, three nonlinear partial differential equations of motion are transformed to a nonlinear ordinary equation of motion governing lateral (radial) vibration of the shell. Then, the relations for linear and nonlinear natual frequencies and amplitude-dimensionless natural frequency of the shell are calculated. The effects of variations in different values of parameters including orientation angles of lamina in layerwise laminate, stiffness and damping of viscoelastic foundation and the external applied load on the free and forced vibration behavior of the shell are all studied in this paper analyses. Moreover, the time history of radial displacement of midpoint of the shell using linear and nonlinear analyses. Are also presented.Keywords: Cylindrical Shell, Composite Material, Viscoelastic Foundation, Nonlinear Vibration, Frequency Response, Subsonic External Air Flow
-
در این مقاله تحلیل خزشی وابسته به زمان در استوانه های جدار ضخیم ساخته شده از ماده مرکب مرتبه ای هدفمندAl-SiC با استفاده از روش تقریب متوالی مندلسون انجام شده است. برای تحلیل خزشی از معادله ساختاری نورتون که ثوابت آن از آزمایشات تجربی پاندی استخراج شده است، استفاده شده است. همه مشخصات مکانیکی و گرمایی ماده به جز نسبت پواسون وابسته به درصد حجمی توزیع ذرات تقویت کننده سیلیکون کارباید می باشند. بارگذاری شامل نیروهای اینرسی ناشی از دوران و توزیع دما بخاطر انتقال گرما از سطح داخلی به سطح خارجی استوانه می باشد. با این تحلیل مشخص می شودکه توزیع حجمی هدفمند از ذرات تقویت کننده سیلیکون کارباید، تاثیر مهمی در توزیع تنش الاستیک اولیه دارد. همچنین در خزش وابسته به زمان به خاطر باز توزیع تنش، تنش های شعاعی با گذشت زمان افزایش می یابند، در حالیکه تنش های مماسی و موثر یکنواخت تر می گردند و در نهایت،تنش ها، جابه جایی و کرنش ها پس از حدود 50 سال به حالت پایدار همگرا می شوند.کلید واژگان: خزش وابسته به زمان, مواد مرتبه ای هدفمند, ماده مرکب, , Al-SiCIn this paper time-dependent creep evolution analysis of thick-walled rotating FGM cylinders made of Al-SiC composite has been carried out, using method of successive elastic solution. The material creep constitutive model has been described by Norton’s law, considering the experimental results of Pandey on Al-SiC composite. All mechanical and thermal properties except Poisson’s ratio are radial dependent, based on the volume content of SiC reinforcement. Loading is composed of an inertia body force due to rotation and a distributed temperature field because of steady state heat conduction from the inner to the outer surface of the cylinder. It has been found that the volume-content distribution of SiC reinforcement has a significant effect on initial elastic stress distribution. It has been concluded that radial stresses are increasing with time during creep evolution, while circumferential and effective stresses become more uniform, due to stress redistribution and finally the solution converges to stationary stresses, displacement and strains almost after fifty years.Keywords: Time-dependent creep, Functional Graded Materials (FGM), Al–SiC composite
-
مروری بر کاربردهای متنوع مواد مرکب در صنایع هواپیما سازیدر این مقاله کاربردهای متنوع و چشم گیر مواد مرکب در حوزه صنعت حمل ونقل به اجمال مرور و بررسی شده است. برای این منظور ابتدا، مقدمه ای جامع از ظهور و بروز و کاربرد این دسته از مواد در صنعت حمل ونقل جاده ای، ریلی و هوایی مطرح می شود. سپس کاربردهای متعدد مواد مرکب در صنعت طراحی و ساخت قطعات و بخش های گوناگون انواع هواپیما، اعم از هواپیماهای تجاری، مسافری و نظامی، معرفی می گردد. پس از آن، موارد متعدد کاربرد کامپوزیت ها در فرایند طراحی و ساخت انواع هلی کوپترها بررسی و نهایتا مقایسه ای آماری میان موارد کاربرد و میزان استفاده از مواد مرکب در انواع پرنده های تجاری و نظامی معرفی می شود. خواننده این مقاله، پس از مطالعه و واکاوی مطالب عنوان شده، افق فراروی این صنعت فناورمحور را بهتر درک کرده، نسبت به کاربردهای متنوع این مواد درکی فنی تر پیدا خواهد کرد و قادر خواهد بود فرصت ها و تهدیدهای فراروی صنعت تولید این مواد را تاحدودی مورد تجزیه و تحلیل قرار دهد.
کلید واژگان: کامپوزیت, ماده مرکب, صنعت حمل ونقل, صنایع هواپیماسازی -
مواد مرکب به دلیل کارایی بالا، مقاومت در برابر دماهای بالا، سهولت شکل دهی و وزن سبک، به طور وسیعی در سازه های مدرن به خصوص در هواپیما و وسایل نقلیه فضایی مورد استفاده قرار می گیرند. استحکام و احتمال شکست آنها از مهم ترین دغدغه های مهندسان طراح است. در این مقاله یک سیستم عملی مبتنی بر قابلیت اطمینان جهت تخمین مقاومت نهایی لمینیت های کامپوزیتی مورد بررسی قرار گرفته است. برای به دست آوردن قابلیت اطمینان یک لمینیت کامپوزیتی، از روش قابلیت اطمینان مرتبه اول برای محاسبه استحکام هر یک از اجزاء (تک تک لایه ها) و برای محاسبه شکست کل سیستم استفاده شده و برای یافتن ترتیب های مهم شکست سیستم، از روش شاخه و حد بهره گرفته شده است. در اینجا دو مد خرابی شکست ماتریس و شکست فایبر برای ماده مرکب در نظر گرفته شده است. ابتدا با استفاده از نرم افزار المان محدود و با توجه به معیارهای خرابی مربوط به مدهای مورد نظر و با استفاده از روش FORM، شاخص قابلیت اطمینان محاسبه می شود و سپس احتمال شکست هر مد در هر لایه از روی شاخص قابلیت اطمینان محاسبه شده و در نهایت با استفاده از روش شاخه و حد، ترتیب های مهم شکست به دست می آید. مقایسه نتایج شکست برای محاسبه احتمال اولین شکست ماده مرکب با روش مونت کارلو بیانگر دقت در پیش بینی مد شکست و تقریب احتمال شکست با دقت قابل قبول است.
کلید واژگان: قابلیت اطمینان, ماده مرکب, روش FORM, روش شاخه و حد, اجزای محدود, مونت کارلوComposite materials are used frequently in industrial structures such as airplane and space vehicles. Strength and probability of failure is an important challenge for designer engineers. In this paper a practical method to determine ultimate strength of a composite laminate is explained, this method based on reliability prediction. Strength of each layers and total strength is calculated using First Order Reliability Method and failures sequence is determined by Branch & bound method. In this study two modes for failure are assumed: fiber fracture and matrix fracture. At first step, stress distribution is calculated by FE software (ANSYS Package) then according to failure mode and first order reliability method, reliability index is determined. At the second step, probability of failures mode in all layers are determined. At the end, the important sequences for the failures are determined using branch and bound method. Comparison of this method result with Monte Carlo simulation shows accuracy of this method to predict failure mode and probability of composite laminate failure.Keywords: Reliability, Composite Material, FORM, Branch, Bound, FEM, Monte Carlo -
استفاده از مواد کامپوزیتی برای افزایش مقاومت ضربه و نفوذ در قطعات ، محور اصلی پژوهش های جدید در بحث مکانیک ضربه بوده است و استفاده از جدیدترین تکنولوژی ها در تولید و تست این مواد پیشرفته بطور قابل ملاحظه ای افزایش داشته است. استفاده از مواد پیشرفته پلیمری با توجه به نرخ کرنش بالا برای تقویت مقاومت ضربه ای مورد توجه قرار گرفته و برای ارتقای خواص مکانیکی و تقویت نواحی اتصال فلز به ماده مرکب و ایجاد پیوستگی بهتر بین لایه ها در مقابل بارهای مکانیکی و حرارتی از ذرات افزودنی در مقیاس نانو در اشکال مختلف (کروی، لوله ای و نامنظم) استفاده می شود در پژوهش ها نمونه سازی و تست مرحله اصلی و مدل سازی کامپیوتری و تحلیل مرحله دوم کار است که انالیز نتایج هر مرحله و نتیجه گیری مرحله پایانی کار می باشد. نتایج تست و انالیز کامپیوتری نشان دهنده بهبود بسیار زیاد استحکام می باشد.
کلید واژگان: ماده مرکب, نانو پلیمر, تصادف, ضربه
- 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.