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 « نانوکامپوزیت » در نشریات گروه « مکانیک »

تکرار جستجوی کلیدواژه «نانوکامپوزیت» در نشریات گروه «فنی و مهندسی»
  • احمد قاسمی قلعه بهمن*، مهدی قره باش

    در این مقاله، ظرفیت باربری نمونه های نانوکامپوزیت زمینه پلیمری دارای شیار  v شکل نوک گرد ساخته شده از رزین اپوکسی LR 630 و نانو گرافن اکسید، به هر دو روش تجربی و تئوری در شرایط مود بازشوندگی خالص، مورد مطالعه قرار گرفت. ابتدا خواص مکانیکی رزین اپوکسی خالص و نانوکامپوزیت، توسط آزمون کشش و خمش سه نقطه، به منظور ساخت نمونه های مورد مطالعه، تعیین شد. از صفحات مستطیلی شامل یک سوراخ لوزی شکل در مرکز با چهار گوشه شیاردار با زاویه ی شیار 60 درجه و شعاع های 2،1و 4 میلی متر در نوک آن، به عنوان نمونه برای آزمون شکست، استفاده شد. سپس نمونه ها تحت بارگذاری کششی تک محوره قرار گرفتند و ظرفیت باربری آن ها اندازه گیری شدند. سپس برای پیش بینی های تئوری به دلیل رفتار نرم نمونه های مورد بررسی، از ترکیب روش مفهوم ماده معادل (EMC) با یک معیار شکست ترد شناخته شده به نام معیار بیشترین تنش محیطی (MTS)، استفاده شد و بعد از آن نتایج تجربی و تئوری باهم مقایسه شدند. نتایج حاصل از آزمایش نشان داد که با افزودن نانوذره به رزین اپوکسی، استحکام آن حدود 8% بهبود پیدا می کند. هم چنین مشاهده شد که بیشترین اختلاف نتایج تئوری و تجربی مربوط به ظرفیت باربری، مربوط به شیار با شعاع 4 میلی متر و حدود 2/9% می باشد. در نهایت مشاهده شد، معیار ترکیبی جدید به خوبی می تواند، بدون نیاز به تحلیل های زمان بر و پیچیده الاستوپلاستیک، نتایج تجربی به دست آمده برای نمونه های نانو کامپوزیتی را پیش بینی کند.

    کلید واژگان: نانوکامپوزیت, زمینه پلیمری شکست نرم, مفهوم ماده معادل, شیار وی شکل, گرافن اکساید}
    Ahmad Ghasemi*, Mahdi Gharehbash

    In this research, the load-bearing capacities of epoxy-based nanocomposite specimens containing rounded-tip V-shaped notches made of epoxy resin LR 630 and nanographene oxide were studied both experimentally and theoretically under pure opening mode conditions. In order to fabricate the studied specimens, first, the tensile properties and fracture toughness of pure epoxy resin and nanocomposite materials were determined by uniaxial monotonic tension and three-point bending tests. Rectangular plates containing a central rhombic hole with four blunt V-shaped corners with a notch angle of 60° and radii of 1, 2, and 4 mm were utilized as the samples for fracture tests. Then, the samples were subjected to uniaxial tensile loading, and their load-carrying capacities (LCC) were measured. For theoretical predictions, due to the ductile behavior of the studied specimens, a combination of the equivalent material concept (EMC) with the well-known brittle fracture criterion, maximum tangential stress (MTS), was employed. Then, experimental and theoretical results were compared. The results of the experiment showed that by adding nanoparticles to the epoxy resin, its strength improved by about 8%, and it was found that the maximum discrepancy between the theoretical and experimental results was related to the groove with a radius of 4 mm, approximately 9.2%. Finally, it was observed that the new criterion (EMC-MTS) could predict the experimental results well without performing any time-consuming and complex elastic-plastic analysis.

    Keywords: Polymer Based Nanocomposite, Ductile Fracture, Equivalent Material Concept, V-Shaped Notch, Graphene Oxide}
  • حسین جعفر زاده*، احسان شالچی، محرم شاملی
    در تحقیق حاضر یک روش جدید تغییر شکل پلاستیک شدید به نام اتصال فشاری قالب تجمعی برای تولید نانوکامپوزیت های نانو لوله کربنیAl1050  ارائه شده است. ریزساختار و خواص مکانیکی آلومینیوم 1050 و همچنین کامپوزیت های فرآوری شده با استفاده از میکروسکوپ الکترونی روبشی و تست کشش آنالیز شد. نتایج به دست آمده نشان داد که میانگین اندازه دانه آلومینیوم  پس از یک و دو سیکل از فرایند اتصال فشاری قالب تجمعی به ترتیب به محدوده های 7 و 4 میکرومتر کاهش می یابد. کامپوزیت های فرآوری شده و آلومنیوم 1050 تغییر شکل پلاستیکی همگن محدودی را نشان دادند که نشان دهنده ظرفیت محدود کارسختی به دلیل چگالی نابجایی بالا در طی فرایند اتصال فشاری قالب تجمعی است. همچنین استحکام کششی کامپوزیت های Al1050-CNT با افزایش سیکل های تغییر شکل افزایش یافت. همچنین نشان داده شد که مکانیسم های مختلفی باعث بهبود خواص مکانیکی از جمله افزایش چگالی نابجایی و کسر تقویت کننده و کاهش اندازه دانه ها با تغییر شکل پلاستیک هستند. سطح شکست حاصل از آزمون کشش ترکیبی از شکست شکل پذیر و شکننده در طول تغییر شکل کششی را نشان داد.
    کلید واژگان: نانوکامپوزیت, کامپوزیت Al1050cnt, روش اتصال فشاری قالب تجمعی, خواص مکانیکی}
    Hossein Jafarzadeh *, Ehsan Shalchi, Moharram Shameli
    In the present investigation a new severe plastic deformation method called accumulative channel-die compression bonding (ACCB) was adapted for fabrication of Al1050-carbon nanotube (CNT) composites. Microstructure and mechanical properties of Al1050 matrix material and synthesized composites were analyzed using SEM and tensile testing. The obtained results showed that the average grain size of matrix is reduced to 7 and 4 μm after one and two passes of ACCB respectively. Processed composites and Al1050 showed a limited homogeneous plastic deformation indicating the limited work hardening capacity due to the high dislocation densities developed during ACCB process. Also, the tensile strength of Al1050-CNT composites was increased with increase in deformation passes. It was demonstrated that different mechanisms are responsible for improved mechanical properties including the increase in dislocation density and reinforcement fraction and grain refinement by plastic deformation. Fractured surface were showed a combination of ductile and brittle failure during tensile deformation.
    Keywords: Nanocomposite, Al1050-CNT Composite, ACCB, Mechanical Properties}
  • محمد شریفی زاده، نصرالله بنی مصطفی عرب*، امیر رفاهی اسکویی

    در سال های اخیر ساخت افزایشی اهمیت چشم گیری در زمینه تولید بدست آورده است. بیشتر تکنولوژی های ساخت افزایشی فلزات، شامل فرآیندهای ذوب و انجماد هستند که سبب ایجاد چالش های متالورژیکی می شوند. ساخت افزایشی اصطکاکی اغتشاشی یک روش ساخت افزایشی حالت جامد جدید می باشد که با چالش های متالورژیکی رایج در روش های ذوبی معمول مواجه نیست. از این فرآیند می توان برای ساخت نانوکامپوزیت های آلومینیوم سیلیکون کاربید که در صنایع مختلف از جمله نظامی، هوافضا، خودروسازی و... کاربردهای فراوانی دارند استفاده نمود. هدف اصلی این تحقیق، تحلیل تجربی اثر متغیرهای سرعت چرخشی ابزار، سرعت پیشروی ابزار و تعداد پاس ها  در فرآیند ساخت افزایشی اصطکاکی اغتشاشی بر ریزسختی و میزان سایش نانوکامپوزیت آلومینیوم سیلیکون کاربید تولید شده با این روش می باشد. بدین منظور، از روش سطح پاسخ و نرم افزار مینی تب برای طراحی آزمایش ها، تجزیه و تحلیل آماری و نیز بهینه سازی متغیرها استفاده شد. تنظیمات بهینه سازی چند منظوره با هدف افزایش ریزسختی و کاهش میزان سایش انتخاب شدند. ترکیب مقادیر بهینه متغیرها جهت دستیابی به اهداف بهینه سازی تعیین و نتایج بدست آمده صحت سنجی شد. نتیجه بهینه سازی با  مطلوبیت 0/87 در سرعت چرخش ابزار 1000 دور بر دقیقه، سرعت پیشروی ابزار 50 میلی متر بر دقیقه و تعداد پاس یک حاصل شد. پاسخ های بهینه پیش بینی شده 104 ویکرز برای ریزسختی و 0/013 گرم برای سایش در مقایسه با نتایج تجربی از در صد خطای کمی برخوردار بودند..

    کلید واژگان: ساخت افزایشی, نانوکامپوزیت, روش سطح پاسخ, بهینه سازی}
    Mohammad Sharifizadeh, Nasrollah Bani Mostafa Arab *, Amir Refahi Oskouei

    In recent years, additive manufacturing has gained significant importance in the field of production. Most of the additive manufacturing technologies for metals involve melting and solidification processes, leading to metallurgical challenges. The friction stir additive manufacturing process is a novel solid-state method that does not face the common metallurgical challenges associated with the traditional melting methods. This process can be used for the production of aluminum-silicon carbide nanocomposites that find many applications in industries such as military, aerospace, automotive, etc. The primary objective of this research is to experimentally analyze the effect of tool rotational speed, tool traverse speed, and number of passes in friction stir additive manufacturing on the microhardness and wear amount of aluminum-silicon carbide nanocomposite manufactured by this method. To this end, the response surface method and Minitab software were used for experimental design, statistical analysis, and optimization of the parameters. Multi-objective optimization settings were selected to increase microhardness and reduce wear. The combinations of optimal values of the parameters were determined to achieve the optimization goals, and the results were validated. The optimization result with 0.87 desirability is obtained with a tool rotational speed of 1000 rpm, a tool traverse speed of 50 mm/min, and one pass. The predicted optimal responses of 104 Vickers for microhardness and 0.013 gr for wear had a small percentage of error compared to the experimental results.

    Keywords: Additive Manufacturing, Nanocomposite, Response Surface Method, Optimization}
  • محمد پورحاجی، امیرحسین حمدالله زاده، محمدرضا نخعی*

    در این پژوهش با استفاده از روش اختلاط مذاب، نانوکامپوزیت پلی وینیل کلراید (PVC) / نیتریل بوتادین رابر  (NBR)/ گرافن ساخته شد. برای بررسی تاثیر درصد وزنی الاستومر NBR و درصد وزنی نانوصفحات گرافن بر خواص مکانیکی (استحکام کششی و درصد ازدیاد طول در هنگام شکست) نانوکامپوزیت PVC/NBR/Graphene ، از روش رویه پاسخ (RSM) استفاده شد. با استفاده از جدول آنالیز واریانس برای خواص مکانیکی نانوکامپوزیت روابط ریاضی ارایه گردید و میزان تاثیر هر یک پارامترهای موادی بر خواص مکانیکی مورد بررسی قرار گرفت. مقایسه نتایج روابط ریاضی و نتایج تجربی خطای کمی را نشان داد. همچنین برای تایید نتایج خواص مکانیکی، ریز ساختار نمونه ها با استفاده از میکروسکوپ الکترونی (SEM) بررسی شد.  نتایج نشان داد با افزایش درصد وزنی نانوصفحات گرافن از 0 تا 2 درصد وزنی و کاهش NBR از 40 به 20 درصد وزنی در نانوکامپوزیت، استحکام کششی افزایش می یابد، درحالی که درصد ازدیاد طول در شکست کاهش پیدا می کند. با بهینه سازی خواص مکانیکی جهت داشتن همزمان بیشنه استحکام کششی (4/15مگاپاسکال) و بیشینه درصد ازدیاد طول در هنگام شکست (107/6درصد)، درصد وزنی نانوصفحات گرافن و NBR به ترتیب 0/81 و 35/18 درصد خواهد بود.

    کلید واژگان: نانوکامپوزیت, خواص مکانیکی, پلی وینیل کلراید, نیتریل بوتادین رابر, گرافن}
    Mohammad Purhaji, AmirHosein Hamdollahzade, MohammadReza Nakhaei *

    In this study, a nanocomposite based on polyvinyl chloride (PVC)/nitrile butadiene rubber (NBR)/Graphene nanoplates was prepared by melt mixing method. The response surface methodology (RSM) was employed to investigate the effect of weight percentages of NBR elastomer and graphene nanosheets on the mechanical properties (tensile strength and elongation at break) of the PVC/NBR/graphene nanocomposite. Mathematical relationships for the mechanical properties of the nanocomposite were presented using analysis of variance (ANOVA) table, and the degree of influence of each material parameter on the mechanical properties was studied. The comparison of mathematical relationships and experimental results showed low error. Additionally, the microstructure of the samples was examined using scanning electron microscope (SEM) to confirm the results. The results showed that by increasing the weight percentage of graphene nanosheets from 0 to 2% and decreasing NBR from 40 to 20% weight percentage in the nanocomposite, the tensile strength increases while the elongation at break decreases. By optimizing the mechanical properties to achieve maximum tensile strength (15.4 MPa) and maximum elongation at break (107.6%), the weight percentages of graphene nanosheets and NBR will be respectively 0.81 and 35.18%.

    Keywords: Nanocomposite, Mechanical properties, Polyvinyl chloride, nitrile butadiene rubber, graphene}
  • حسین ملکی، پرویز اسدی*، زهرا کریمی، آرمان صدقی
    در این مطالعه تولید نمونه های نانوکامپوزیتی با استفاده از فرایند پردازش نور دیجیتال (DLP) مورد بررسی قرار گرفت. ابتدا تاثیر ضخامت لایه چاپ در سه مقدار 50، 75 و 100 میکرومتر روی خواص کششی نمونه های رزینی خالص و کامپوزیتی و نیز مدت زمان چاپ بررسی شد. در ادامه با افزودن مقادیر مختلف نانو پودر آلومینیوم اکسید با اندازه ی ذرات nm 50 به رزین، تاثیر درصدهای مختلف نانو پودر روی خواص مکانیکی نمونه ها ازجمله استحکام کششی و مقاومت به سایش بررسی شد. نتایج نشان داد که نمونه های با ضخامت لایه کمتر استحکام بهتری نسبت به نمونه های با ضخامت لایه بیشتر دارند. با کاهش ضخامت لایه از 100 به 75 و 50 میکرومتر استحکام کششی در نمونه های خالص به ترتیب 4 و 55/8% افزایش می یابد. همچنین با افزایش آلومینا تا 2 درصد وزنی استحکام کششی ابتدا کاهش و سپس با ادامه افزایش مقدار ذرات تقویت کننده، استحکام کششی بهبود می یابد، به طوری که در نهایت با 8 درصد وزنی آلومینا استحکام کششی نزدیک به 16% نسبت به نمونه رزین خالص افزایش نشان می دهد. علاوه بر این، با افزایش درصد وزنی آلومینا در نانوکامپوزیت، مقاومت به سایش ابتدا تضعیف و سپس بهبود می یابد و در نهایت (همانند استحکام کششی) در 8 درصد وزنی ذرات تقویت کننده، نرخ سایش ویژه نزدیک به 67% نسبت به نمونه رزین خالص کاهش می یابد.
    کلید واژگان: پردازش نور دیجیتال, رزین استاندارد, نانوکامپوزیت, آلومینا, خواص مکانیکی}
    Hossein Maleki, Parviz Asadi *, Zahra Karimi, Arman Sedghi
    In this study, the production of nanocomposite samples was investigated using digital light processing (DLP). First, the effect of the thickness of the printing layer in three values of 50, 75, and 100 micrometers on the tensile properties of neat and composite resin samples as well as the printing time was investigated. Next, by adding different amounts of aluminum oxide nanopowder with a particle size of 50 nm to the resin, the effect of different percentages of nanopowder on the mechanical properties of the samples, including tensile strength and wear resistance, was investigated. The results showed that samples with less layer thickness have better strength than samples with more layer thickness. By reducing the thickness of the layer from 100 to 75 and 50 micrometers, the tensile strength in neat samples increases by 4 and 8.55%, respectively. Also, with the increase of alumina up to 2% by weight, the tensile strength first decreases, and then with the continued increase in the number of reinforcing particles, the tensile strength improves, so that finally, with 8% by weight of alumina, the tensile strength shows an increase of nearly 16% compared to the neat resin sample. . In addition, with the increase in the weight percentage of alumina in the nanocomposite, the wear resistance first weakens and then improves, and finally (similar to the tensile strength) at 8 weight percent of reinforcing particles, the specific wear rate decreases by nearly 67% compared to the neat resin sample.
    Keywords: Digital Light Processing, standard resin, Nanocomposite, Aluminum, Mechanical properties}
  • ایوب خسروی فارسانی*، بهروز اسدی بروجنی
    هدف از انجام این پژوهش ساخت و مشخصه یابی داربست نانوسیلیکون کاربید (SiC) با پوشش پلی اتیلن گلایکول (PEG) برای استفاده در مهندسی بافت استخوان هست. مشخصه یابی نانو SiC و داربست ها با استفاده از الگوی پراش پرتو ایکس (XRD)، تصاویر میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM)، آنالیز عنصری به روش تفکیک انرژی پرتو ایکس (EDS)، آزمون توزیع اندازه ذرات (DLS)، میکروسکوپ الکترونی عبوری (TEM)، آزمون های طیف سنجی مادون قرمز انجام شد. به منظور بررسی خواص فیزیکی و مکانیکی داربست ها، مقادیر درصد تخلخل و استحکام فشاری داربست ها اندازه گیری شد. نتایج نشان داد که ساخت و مشخصه یابی داربست نانو SiC پلی اتیلن گلایکول با استفاده از روش اسنفج پلیمری با موفقیت انجام شد. تخلخل داربست ها در حدود 80-65 درصد به دست آمد. استحکام فشاری داربست ها در حدود 2/32 -0/72 مگاپاسگال بدست آمد. درنهایت، داربست 30 درصد وزنی سیلیکون کاربید با پوشش پلی اتیلن گلایکول و زمان 30 ثانیه پوشش دهی به عنوان داربست بهینه معرفی شد که می تواند برای کاربردهای مهندسی بافت استخوان (استخوان اسفنجی) استفاده شود.
    کلید واژگان: نانو SiC, پلی اتیلن گلایکول, نانوکامپوزیت, داربست, مهندسی بافت استخوان}
    Ayoub Khosravi Farsani *, Behroz Asadi Borujeni
    The aim of carrying out this research was to fabricate and characterize a nano–SiC scaffold with PEG in order to utilize in bone tissue engineering. For this purpose, nano–SiC powder was synthesized via ball milling method. Fabrication of scaffolds and their coating were carried out using polymeric sponge replication and dip – coating methods. Nano–SiC and scaffolds were characterized by X-ray diffraction (XRD), scanning electron microscopy (SEM), energy dispersive spectroscopy (EDS), particle size distribution test (DLS), transmission electron microscopy (TEM), and Brunauer Emmet Teller (BET). In order to examine the physical and mechanical properties of the scaffolds, porosity percentage and compressive strength values were measured. Results showsd that nano–SiC powder were synthesized and characterized via ball milling method with success. Fabrication and characterization of nano–SiC–PEG scaffolds was conducted via polymeric sponge replication and dip coating methods with success. The porosity of the scaffolds was found to be around 65-80%. The compressive strength of the scaffolds was found to be around 0.72-2.32 MPa. Finally, the 30% by weight silicon carbide scaffold with polyethylene glycol coating and 30 seconds coating time was introduced as the optimal scaffold that can be used for bone tissue engineering applications (spongy bone).
    Keywords: nano SiC, polyethylene glycol, Nanocomposite, Scaffold, Bone tissue engineering}
  • محمد حسین زاده، رضا پیل افکن*، علی علی جانی، وحید عرب ملکی

    در این مقاله، رفتار ارتعاشات غیرخطی میکروورق نانوکامپوزیتی تقویت شده با نانولوله های کربنی در تماس با سیال ساکن بررسی شده است. معادلات حرکت با استفاده از نظریه تغییر شکل برشی مرتبه اول صفحات و در نظر گرفتن اثر اندازه های کوچک و تغییر شکل های بزرگ به دست آمده است. خواص مکانیکی معادل با استفاده از قانون مخلوط ها تعیین شده است. معادلات غیرخطی حاکم با استفاده از روش گالرکین گسسته سازی شده و پاسخ معادله به صورت عددی به دست آمده است. پس از صحت سنجی نتایج، تاثیر مشخصات هندسی میکروورق، پارامتر اندازه های کوچک، ارتفاع سیال و کسر وزنی نانولوله های کربنی بر فرکانس های طبیعی و پاسخ دینامیکی مطالعه شده است. نتایج نشان می دهد با افزایش ارتفاع سیال فرکانس طبیعی کاهش می یابد. همچنین، تقویت میکروورق با استفاده از نانولوله های کربنی باعث رفتار سخت شوندگی فنر نرم شونده شده و منحنی پاسخ را به طور قابل ملاحظه ای به سمت راست خم می کند. این خمش با تغییرات جزئی در فرکانس تحریک می تواند باعث بروز ناپایداری جهش شود. نمودارهای پاسخ زمانی، منحنی فاز و پوانکاره نشان می دهد که رفتار ارتعاشی متناوب، شبه متناوب و آشوبناک در سیستم اتفاق می افتد.

    کلید واژگان: تحلیل ارتعاشی, میکروورق, نانوکامپوزیت, نانولوله های کربنی, سیال ساکن, فرکانس طبیعی}
    M . Hoseinzadeh, R. Pilafkan*, A. Alijani, V . Arab Maleki

    This paper discusses the nonlinear dynamic behavior of nanocomposite microplates reinforced with carbon nanotubes in contact with static fluids. Equations of motion are derived using the first-order shear deformation theory of plates and considering the size effects and large deformations. Effective mechanical properties are determined by applying the law of mixtures. By use of the Galerkin method, the nonlinear equations governing motion are discretized and the numerical solution is obtained. The results have been verified and the effect of micro-plate geometrical characteristics, small size parameter, fluid height and weight fraction of the carbon nanotubes studied on natural linear and nonlinear frequencies and the dynamic response has been evaluated. The results indicate that the natural frequency of the system decreases with increasing fluid height. The reinforcement of microplates by carbon nanotubes also results in a softening of the stiffening behavior of the spring and a substantial bending of the response curve. Depending on the excitation frequency, this bending may result in jump instability. By examining the time response, phase, and Poincaré map of the system, periodic, quasi-periodic, and chaotic vibration behavior can be observed.

    Keywords: Vibration Analysis, Microplate, Nanocomposie, Carbon Nanotube, Static Fluid, Natural Frequency}
  • کیاندخت میراسدی، داود رحمت آبادی، اسماعیل قاسمی، مجید بنی اسدی*، مصطفی باغانی

    در این پژوهش فرآوری و چاپ سه بعدی نانوکامپوزیت های PETG-ABS- Fe3O4  تقویت شده با نانوذرات اکسیدآهن در سه درصد وزنی مختلف از نانوذرات اکسیدآهن با ماتریس پلیمری زمینه PETG70-ABS30 انجام شد. این تحقیق با هدف تقویت خواص حافظه شکلی، خواص حرارتی، خواص مکانیکی و افزودن قابلیت تحریک غیرمستقیم ماتریس زمینه از طریق افزودن نانوذرات اکسیدآهن انجام شد. تصاویر SEM تایید کرد که آمیزه PETG-ABS امتزاج ناپذیر است و با اضافه شدن نانوذرات تغییری در سازگاری و امتزاج پذیری پلیمر پایه ایجاد نمی شود و این نتیجه با آنالیز  DMTAنیز بررسی و تایید شد. با افزایش میزان اکسیدآهن، استحکام کششی و ازدیادطول کاهش می یابد که این افت خواص مکانیکی در نمونه 20% وزنی اکسید آهن نسبت به نمونه 10% وزنی نمود بیشتری دارد. با این وجود استحکام نهایی نمونه ها در حدود 25 تا 32 مگاپاسکال است که نشان دهنده توزیع مناسب و قابل قبول نانوذرات تا 15% وزنی در زمینه پلیمری است. با افزایش میزان نانوذرات اکسیدآهن، میزان بازیابی شکل افزایش می یابد و نانوکامپوزیت های حاوی 10، 15 و 20% وزنی به ترتیب بازیابی شکل 77/63%، 48/88 و 33/93% را از خود نشان می دهند.

    کلید واژگان: نانوکامپوزیت, پلیمرهای حافظه شکلی, تحریک مستقیم و غیرمستقیم, چاپ سه بعدی}
    Kiandokht Mirasadi, Davoud Rahmatabadi, Esmaeil Ghasemi, Majid Baniassadi*, Mostafa Baghani

    In this research, processing and 3D printing of PETG-ABS- Fe 3 O 4  nanocomposites reinforced with iron oxide nanoparticles in three different weight percentages of iron oxide nanoparticles with PETG70-ABS30 polymer matrix was done. This research was carried out with the aim of strengthening the shape memory properties, thermal properties, mechanical properties and adding the ability to indirectly stimulate the background matrix through the addition of iron oxide nanoparticles. SEM images confirmed that the mixture of PETG-ABS is immiscible and adding nanoparticles does not change the compatibility and miscibility of the base polymer, and this result is consistent with the DMTA analysis was also checked and confirmed. With increasing amount of iron oxide, the tensile strength and elongation decrease, and this decrease in mechanical properties is more pronounced in the sample of 20% by weight of iron oxide compared to the sample of 10% by weight. Nevertheless, the final strength of the samples is around 25 to 32 MPa, which indicates a suitable and acceptable distribution of nanoparticles up to 15% by weight in the polymer field. By increasing the amount of iron oxide nanoparticles, the amount of shape recovery increases and the nanocomposites containing 10, 15 and 20% by weight show shape recovery of 63.77%, 88.48 and 93.33%, respectively.

    Keywords: Nanocomposite, Shape Memory Polymers, Direct, Indirect Stimulation, 3D Printing}
  • محمدحسین کریمی دونا، بیژن محمدی، فتح الله طاهری بهروز*

    هدف از این تحقیق توسعه روش های میکرومکانیک کلاسیک و استفاده از آنها در ارایه مدل ساختاری نانوکامپوزیت های الاستومری با استفاده از تیوری افزایشی می باشد. برای این منظور با استفاده از مفهوم کرنش ویژه، مدل بهبود یافته خود سازگار جهت پیش بینی خواص الاستیک نانوکامپوزیت ها ارایه می شود. همچنین با  استفاده از این مدل روابط مربوط به مدل ساختاری متکی بر تیوری افزایشی جهت پیش بینی رفتار تنش-کرنش نانوکامپوزیت های الاستومری ارایه می شود. در ادامه نتایج حاصل از حل مدل های تیوریک با نتایج حاصل از آزمون های تجربی و نتایج منتشر شده در متون علمی مقایسه می شود. بررسی نتایج نشان داده است مدل ساختاری توسعه یافته متکی بر روش میکرومکانیک خودسازگار بهبودیافته می تواند رفتار تنش کرنش نانوکاموزیت های الاستومری را در درصدهای بالا از نانوذرات تقویت کننده با دقت خوبی پیش بینی نماید.

    کلید واژگان: کربن سیاه, میکرومکانیک, مدل اشلبی, الاستومر, نانوکامپوزیت}
    Mohamadhossein Karimi Dona, Bijan Mohammadi, Fathollah Taheri-Behrooz*

    In the present research, classic micromechanical methods and their application as constitutive models in conjugation with incremental theory were developed. Using the modified Eshelby model, the Eigen strain concept in polymeric composite, and a modified form of self-consistent model the elastic properties of nanocomposites were predicted. Also, the stress-strain behavior of elastomer nanocomposites was calculated and validated by the experimentally determined ones. The results showed that the new model can predict the stress-strain behavior of elastomer nanocomposite at different particle volume fractions.

    Keywords: carbon black, micromechanics, Eshelby model, elastomer, nanocomposite}
  • مازیار جانقربان*
    از ورق های ذوزنقه ای شکل به عنوان مدل ساده ای برای بال هواپیما یاد می شود. از جنس های متفاوتی می توان این بال ها را تولید کرد که هر کدام مزایای خاص خودش را دارا است. یکی از موادی که در سال های اخیر نظر محققین را به خودش جلب کرده است نانوکامپوزیت ها می باشد که با استحکام بالا و وزن کمی که دارند می توانند گزینه مطلوبی برای ساخت بال هواپیماها باشند. در واقعیت زمانی که نانوکامپوزیت ها تولید می شوند بدون نقص نیستند و عیوبی با خود دارند که سبب کاهش خصوصیات مکانیکی آنها می شود. از جمله این عیب ها می توان به بحث انباشتگی نانولوله ها اشاره کرد. در مقاله حاضر، یک ورق نانوکامپوزیت ذوزنقه ای شکل مدل سازی خواهد شد و رفتار آن در حالت وجود یا عدم وجود انباشتگی نانولوله ها مورد مقایسه قرار خواهد گرفت. داده های استخراج شده از روابط برای خمش ورق های ذوزنقه ای شکل می باشد. برای این منظور از تیوری سه بعدی الاستیسیته به عنوان دقیق ترین تیوری برای مدل سازی ورق های نازک و ضخیم استفاده خواهد شد. با مرور تحقیق های انجام شده تا کنون، این نتیجه حاصل می شود که این نخستین بار است که اثر تجمع نانولوله ها بر روی رفتار خمشی ورق های ذوزنقه ای شکل مطالعه می شود. شایان ذکر است که در حالت های مورد مطالعه، مشاهده شد که تجمع نانولوله ها اثر چشم گیری بر نتایج نهایی ندارد و با تقریب مهندسی قابل صرف نظر کردن می باشد.
    کلید واژگان: ورق ذوزنقه ای شکل, نانوکامپوزیت, انباشتگی نانولوله ها, خمش, تئوری سه بعدی الاستیسیته}
    Maziar Janghorban *
    Trapezoidal plates are referred to as simple models for aircraft wings. These wings can be produced from different materials, each of which has its own advantages. One of the materials that has attracted the attention of researchers in recent years is nanocomposites, which with their high strength and low weight can be a good option for making aircraft wings. In fact, when nanocomposites are produced, they are not without weaknesses and have weaknesses that reduce their mechanical properties. One of these weaknesses is the agglomeration of nanotubes. In the present paper, a trapezoidal nanocomposite plate will be modeled and its behavior in the presence or absence of nanotubes agglomeration will be compared. The data extracted from the relations are for bending of trapezoidal plates. For this purpose, the three-dimensional theory of elasticity will be used as the most accurate theory for modeling of thin and thick plates. A review of the research conducted so far concludes that this is the first time that the effect of nanotubes agglomeration on the flexural behavior of trapezoidal plates has been studied.  It is worth mentioning that in the studied cases, it was observed that the agglomeration of nanotubes has no significant effect on the final results and can be neglected by engineering approximation.
    Keywords: Trapezoidal Plate, Nanocomposite, Agglomeration of Nanotubes, Bending, 3D elasticity theory}
  • هادی مهدی پور، عباس روحانی بسطامی*، محمدحسین سورگی
    یک روش میکرومکانیکی تحلیلی سه بعدی بر پایه سلول واحد جهت استخراج خواص الاستیک نانوکامپوزیت های پلیمری تقویت شده با گرافن نانوپلیتلت ارایه می شود. یک المان حجمی نماینده نانوکامپوزیت که دربرگیرنده تمامی خصوصیات نانوکامپوزیت است و شامل سه فاز تقویت کننده گرافن نانوپلیتلت، زمینه ی پلیمری و ناحیه فازمیانی که خواص آن به تدریج تغییر می کند، در نظر گرفته می شود. شبیه سازی جهت گیری تصادفی ذرات گرافن نانوپلیتلت، هندسه المان حجمی نماینده نانوکامپوزیت به N_α×N_β×N_γ سلول مکعبی در سه بعد درون RVE تقسیم می شود. اندازه گرافن نانو پلیتلت و تجمع وابسته به کسر حجمی گرافن نانو پلیتلت ها به عنوان دو فاکتور مهم تاثیرگذار بر روی خواص نانوکامپوزیت، از طریق دو ایده جدید مدل سازی می شوند. به منظور اعتبارسنجی مدل ارایه شده، ابتدا نتایج بدست آمده، با داده های تجربی و مدل های میکرومکانیکی پیشین در دسترس مقایسه می شوند. سپس، اثر پارامترهایی مانند درصد کسرحجمی، اندازه نانوذره، اثر تجمع و همچنین جهت گیری تصادفی گرافن نانوپلیتلت ها درون رزین اپوکسی، و ضخامت فازمیانی بر پاسخ نانوکامپوزیت بررسی می شود. نتایج نشان می دهد که تجمع گرافن نانوپلیتلت وابسته به کسرحجمی آن است و خواص الاستیک بدست آمده از مدل میکرومکانیکی حاضر با جهت گیری تصادفی ذرات گرافن نانوپلیتلت با درنظرگرفتن تجمع نانوذرات و همچنین توجه به فازمیانی، به داده های تجربی نزدیک تر است. بر طبق نتایج بدست آمده، افزودن حتی مقدار کم درصدحجمی گرافن نانوپلیتلت، تاثیر بسزایی در بهبود خواص نانوکامپوزیت دارد. علاوه بر آن، مدل سازی ناحیه فازمیانی نیز تاثیر زیادی بر روی خواص نانوکامپوزیت دارد. بنابراین، به منظور پیش بینی واقع بینانه رفتار نانوکامپوزیت، توجه به فازمیانی حایز اهمیت است.
    کلید واژگان: نانوکامپوزیت, گرافن نانوپلیتلت, خواص موثر الاستیک, اثر اندازه گرافن, فاز میانی}
    Hadi Mehdipour, Abbas Rohani Bastami *, Mohammad Hossein Soorgee
    A three-dimensional analytical micromechanical model based on the unit cell is extended to extract the elastic properties of GNP-reinforced polymer nanocomposites. GNP/matrix interphase region changing gradually and is considered elastic with isotropic behavior. In order to simulate the random distribution of GNPs, the geometry of the representative volume element of the nanocomposite is divided into a three-dimensional cubic with N_α×N_β×N_γ subcells. First, the obtained results are compared with the available researches. Then, the effect of parameters such as the volume fraction and aspect ratio of GNPs, the effect of agglomeration as well as the random distribution of GNPs in the epoxy resin, and the thickness of the interphase on the response of the nanocomposite are investigated. It is shown that the agglomeration of GNP depends on its volume fraction. The results show that the elastic properties obtained from the present micromechanical model with taking into account the random distribution and the agglomeration of nanoparticles and also interphase are close to the experimental data. According to the obtained results, adding even a small volume fraction of GNPs has a significant effect on improving the properties of the nanocomposite. In addition, the modeling of the interphase region also has a great impact on the properties of the nanocomposite. Therefore, in order to realistically predict the behavior of nanocomposites, it is important considering to the interphase.
    Keywords: Nanocomposite, Graphene nanoplatelet, GNP size effect, Interphase region}
  • مهدی ثابت قدم، روح الله حسینی

    نانوذره یا ذره بی نهایت ریز معمولا به عنوان ذره ای از ماده تعریف می شود که قطری بین 1 تا 100 نانومتر  (nm) دارد. خواص نانوذرات اغلب به طور قابل توجهی با ذرات بزرگتر ماده متفاوت است. نانوذرات مکانیک نابجایی متفاوتی را نشان می دهد که همراه با ساختار سطحی منحصر به فردشان، منجر به خواص مکانیکی متفاوت از مواد توده ای می گردد. امروزه با افزودن نانوذرات خواص مکانیکی کامپوزیت ها را بهبود می بخشند. نانوذرات به دلیل ریز بودن باعث افزایش سطح میان ماده زمینه و تقویت کننده شده و لذا باعث بهبود خواص مکانیکی خواهند شد. نوع نانوذره مورد استفاده، ابعاد، درصد وزنی و نحوه توزیع نانوذره از عوامل تعیین کننده در بهبود خواص مکانیکی می باشند. در مطالعه حاضر ضمن ارایه مفاهیم مربوط به نانوکامپوزیت، تاثیر پنج نانوذره مختلف بر خواص مکانیکی رایج مد نظر طراحان سازه بررسی می شود. نتایج نشان می دهند افزودن نانوذرات تا درصد وزنی مشخصی باعث بهبود خواص شده و بیش از آن مقدار گاها اثر عکس خواهد داشت که یکی از دلایل آن کلوخه شدن نانوذرات می باشد.

    کلید واژگان: کامپوزیت, نانوکامپوزیت, خواص مکانیکی, نانوذرات, نانورس, نانولوله}
    Mahdi SabetGhadam, Rouhollah Hosseini

    A nanoparticle or an infinitesimal particle is usually defined as a particle of matter that has a diameter between 1 and 100 nanometers (nm). The properties of nanoparticles often differ significantly from larger particles of matter. Nanoparticles show different dislocation mechanics, which together with their unique surface structure, lead to different mechanical properties from bulk materials. Nowadays, by adding nanoparticles, the mechanical properties of composites are improved. Due to their small size, nanoparticles increase the surface area between the base material and the reinforcement and therefore improve the mechanical properties. The type of nanoparticle used, dimensions, weight percentage and the way of nanoparticle distribution are determining factors in improving mechanical properties. In the present study, while presenting the concepts related to nanocomposite, the effect of five different nanoparticles on the common mechanical properties considered by structural designers is investigated. The results show that the addition of nanoparticles up to a certain weight percentage improves the properties, and more than that amount sometimes has the opposite effect, one of the reasons for which is the clumping of nanoparticles.

    Keywords: Composite, Nanocomposite, Mechanical properties, Nanoparticles, Nanoclay, nanotube}
  • محمدیار حسینی*، سارا خدری، حامد حسن زاده، بابک قنبرزاده

    نانوکامپوزیت های موجود در بسته بندی های فعال در مقایسه با بسته بندی های معمولی که تنها به عنوان یک مانع در جهت محافظت از مواد غذایی در برابر محیط بیرونی طراحی شده اند، دارای عملکرد و فواید بیشتری هستند. هنگام استفاده از این بسته بندی ها باید به جنبه های سلامت غذا نیز توجه شود و میزان مهاجرت نانوذرات به سطوح مواد خوراکی تحت کنترل قرار گیرد؛ زیرا امکان بلعیدن این ذرات به همراه مواد غذایی وجود دارد. همچنین علاوه بر ایجاد مشکلات پوستی، به دلیل قابلیت رها شدن در محیط، می تواند منجر به بروز مشکلات تنفسی نیز شود. اغلب سیستم های فعال بسته بندی شامل ترکیبات ضدمیکروبی هستند که هم زمان با رشد و تکثیر میکروارگانیسم ها، در سطح ماده ی غذایی آزاد و موجب بازداری از رشد آن ها و جلوگیری از فساد مواد غذایی می شوند که شدت این اثر به ماهیت ماده ی ضدمیکروبی بستگی دارد. در این میان سیستم های فعال نانو کامپوزیتی، شامل عوامل ضدمیکروبی در مقیاس نانو است که به دلیل افزایش نسبت سطح به حجم، قادر است سطح درگیر در واکنش میان ماده ی غذایی و اجزای ضدمیکروبی را گسترش دهد و به نحو کارآمدتری در مقایسه با ترکیبات همانند خود در جهت افزایش عمر مفید مواد غذایی ایفای نقش نماید.

    کلید واژگان: بسته بندی فعال, نانوکامپوزیت, خاصیت ضدمیکروبی نانوذرات}
    Mohammadyar Hosseini *, Sara Khedri, Hamed Hassanzadeh, Babak Ghanbarzadeh

    Active packaging systems for food have more benefits and performance than conventional packaging which are designed only as a barrier to protect food against the external environment. Most active packages contain antimicrobial compounds. Since these particles may be swallowed with food when using active packaging, the food safety aspects should be considered and the migration of nanoparticles from packaging to food surfaces should be controlled. In addition, these particles can also cause respiratory and skin problems due to their ability to be released into the environment. Most active packaging systems contain antimicrobial compounds that are released at the food surface as microorganisms grow and multiply, therefore prevent the growth of germs and spoilage of food. The severity of this effect depends on the nature of the antimicrobial agent. Among these, nanocomposite systems have been designed with antibacterial properties which include antimicrobial agents at the nanoscale. They are able to expand the level involved in the reaction between food and antimicrobial components due to increasing surface to volume ratio. Therefore, these systems play a more effective role in increasing the shelf life of food compared to similar compounds.

    Keywords: Active Packaging, Nanocomposite, Antimicrobial Properties of Nanoparticles}
  • علی خدادادی، حسین گلستانیان*، فرشید آقاداوودی
    در این پژوهش، مدل سازی چند مقیاسی خواص مکانیکی نانوکامپوزیت هیبریدی، با زمینه اپوکسی و تقویت کننده های نانولوله کربنی تک جداره و نانوذره کربن (الماس)، ارایه شده است. در این مدل سازی، در مقیاس نانو، از روش دینامیک مولکولی و در مقیاس میکرو و ماکرو، با در نظر گرفتن تاثیر فاز میانی، از روابط تحلیلی میکرومکانیک و شبیه سازی المان محدود، به صورت جداگانه، استفاده شده است. انطباق خوبی بین نتایج این دو روش مشاهده شد. نتایج بدست آمده نشان می دهد که استفاده همزمان از نانوتقویت کننده های کربنی نانولوله و نانوذره، نانوکامپوزیت هیبرید، خواص مطلوب تری را به دنبال دارد.
    کلید واژگان: مدل سازی چند مقیاسی, نانوکامپوزیت, دینامیک مولکولی, میکرومکانیک, المان محدود}
    Ali Khodadadi, Hossein Golestanian *, Farshid Aghadavoudi
    In this paper, multiscale modeling of Epoxy-based hybrid nanocomposites was performed. Single-walled carbon nanotube and carbon nanoparticle (diamond) were used as reinforcements and the elastic behavior of hybrid nanocomposite was investigated. In the multiscale modeling, at the nanoscale and pico-second time range, molecular dynamics method was used to make an accurate model of the interaction between the nano-scale reinforcements and the polymer matrix to predict the interface behavior more realistically. At the micro and macro scales, micromechanical models were used to predict the elastic properties of the nanocomposites, incorporating the effects of interface behavior. Finite element method was also used to check the accuracy of the results obtained at the macro scale. First, pure thermoset polymer with 75% crosslinking ratio was simulated using molecular dynamics method. Then two nanocomposites, one consisting of a single-walled carbon nanotube and another one containing a carbon nanoparticle (diamond) were simulated to obtain equivalent fiber mechanical properties. Next, a micromechanical model was developed for hybrid nanocomposite using the equivalent fiber and pure thermoset polymer mechanical properties. In addition, the results obtained from the molecular dynamics simulations, along with a correction coefficient were employed in the micromechanical models and finite element simulations. Finally, micromechanical multiscale modeling results were compared with finite element multiscale modeling results and a good agreement was observed. Results suggest that the use of two types of nano-reinforcement together, hybrid nanocomposite, improves nanocomposite mechanical properties.
    Keywords: multiscale modeling, Nanocomposite, molecular dynamics, Micromechanical, Finite element}
  • سید فرزاد میرحسینی، مهدی یارمحمد توسکی، علی داور*، محسن حیدری بنی، جعفر اسکندری جم

    در این پژوهش طراحی، ساخت و آزمون اتصال چسبی L-شکل منفرد بین ورق کامپوزیتی و قطعه آلومینیومی تحت بارگذاری کششی به صورت تجربی انجام شده است. برای ساخت نمونه تجربی از نانوگرافن با درصدهای مختلف وزنی جهت تقویت کامپوزیت و همچنین چسب ساختاری (هم جنس با رزین فاز زمینه کامپوزیت) جهت بهبود خواص مکانیکی اتصال استفاده شده است. همچنین تاثیر تغییر طول پایه قطعه L-شکل آلومینیومی بر مقاومت اتصال مورد بررسی قرار گرفته است. تعداد 12 حالت اتصال با ترکیب درصدهای وزنی 1،0/0 و 3/0 برای چندلایه و درصدهای وزنی 1،0/0 ،3/0 و 5/0 برای چسب با در نظر گرفتن 5 تکرار در هر آزمون، در مجموع 60 نمونه ساخته شده و مورد بررسی قرار گرفته است. با مقایسه و بررسی نتایج آزمون کشش نمونه ها و عکس هایی که توسط میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) از نحوه جدایش چندلایه و قطعه L-شکل در محل جدایش اتصال تهیه شد، مشخص گردید که اتصال با ترکیب درصد وزنی صفر برای چندلایه و درصد وزنی 3/0 برای چسب بیشترین استحکام کششی را از خود نشان داده است. این بدان معناست که افزودن نانوگرافن به چندلایه موجب کاهش استحکام کششی و افزودن آن به رزین اپوکسی به عنوان چسب موجب بهبود استحکام کششی در اتصال گردیده است. درنهایت تاثیر افزایش طول ناحیه هم پوشانی دو قطعه چسبنده مورد بررسی قرار گرفت. نتیجه در مورد اتصال با ترکیب درصد بهینه نانوگرافن در چندلایه و چسب نشان داد که افزایش 25 درصدی طول ناحیه هم پوشانی افزایش 148 درصدی و افزایش 50 درصدی طول این ناحیه افزایش 200 درصدی نیروی کشش عمودی تحمل شده توسط اتصال

    کلید واژگان: اتصال چسبی, اتصال L-شکل, نانوکامپوزیت, نانوگرافن کربن}
    Seyed Farzad Mirhosseini, Mehdi Yarmohammad Tooski, Ali Davar *, Mohsen Heydari Beni, Jafar Eskandari Jam

    In this paper, the design, fabrication and testing of a single L-shaped adhesive bond between a composite sheet and an aluminum piece under tensile loading has been performed experimentally. In this experimental study, nanographene sheets with different weight percentages have been used to strengthen the composite and structural adhesive (compatible with the composite phase phase resin) to improve the mechanical properties of the joint. The effect of changing the base length of the aluminum L-shaped piece on the bond strength has also been investigated. 12 bonding modes with a combination of weight percentages of 1.0 and 0.3 for multilayer and weight percentages of 0.1, 0.3 and 0.5 for adhesive were made and examined by considering 5 repetitions of the test. has taken. By comparing and examining the tensile test results of the samples and photographs taken by scanning electron microscopy (SEM) of the separation of the multilayer and the L-shaped piece at the separation site, it was found that the bonding combined with zero weight percentage for multilayer and The weight percentage of 0.3 for the adhesive has the highest tensile strength. This means that the addition of nano-graphene without surface-modifying agent to the multilayer reduces the tensile strength and adding it to epoxy resin epr 1080 as a homogeneous adhesive with the composite improves the tensile strength of the joint. Finally, the effect of increasing the length of the overlap area of ​​the two adhesive pieces was investigated.

    Keywords: Adhesive Joint, L-shaped joint, Nanocomposite, carbon nanographene}
  • مجتبی ذوالفقاری*، یگانه جعفرکلهری، حامد حیدری، وحید طهماسبی، مهدی صفری

    نانوکامپوزیت های پایه منیزیم به طور گسترده در صنایع هوافضا، خودروسازی و پزشکی استفاده می شوند. با توجه به خواص ویژه نانولوله بور نیترید، این نانولوله نقش مهمی در تقویت نانو کامپوزیت ها ایفا می نماید. در این پژوهش نانوکامپوزیت منیزیم به وسیله ی نانولوله ی بور نیترید تقویت شده و خواص مکانیکی این نانوکامپوزیت ها تحت بارگذاری کششی تک محوره، در راستای محوری نانو لوله، با روش دینامیک مولکولی توسط نرم افزار لمپس بررسی شده است. همچنین ضرایب تابع پتانسیل بین اتمی اتم های منیزیم، با استفاده از قانون ترکیب و داده های استخراج شده توسط نرم افزار گوسین، محاسبه شده است. نتایج شبیه سازی های دینامیک مولکولی حاکی از بهبود خواص مکانیکی نانوکامپوزیت فلزی پایه منیزیم به دلیل اضافه نمودن نانولوله های بور نیترید می باشد. وجود استحکام دهنده نانولوله ی بور نیترید (0،12) ,(0،14) ,(0،16) و (0،18) به عنوان تقویت کننده ی زمینه ی منیزیم، سبب افزایش مدول الاستیک نانوکامپوزیت ها به ترتیب به میزان 13، 14/9، 16/2 و 17 درصد نسبت به منیزیم خالص شده است. نتایج دیگر این تحقیق حاکی از آن است که رفتار الاستیک نانوکامپوزیت مستقل از تغییرات نرخ کرنش است. هم چنین با انجام این شبیه سازی در محدوده وسیعی از دما، تغییرات آشکاری در خواص مکانیکی نانو کامپوزیت در دماهای مختلف بدست آمده است.

    کلید واژگان: دینامیک مولکولی, نانوکامپوزیت, منیزیم, نانولوله ی بور نیترید}
    Mojtaba Zolfaghari *, Yeganeh Jafarkalhori, Hamed Heydari, Vahid Tahmasbi, Mahdi Safari

    Magnesium-based nanocomposites are widely used in the aerospace, automotive, and medical industries. Due to the special properties of boron nitride nanotubes, these nanotubes play an important role in strengthening nanocomposites. In this research, magnesium nanocomposites are reinforced by boron nitride nanotubes and the mechanical properties of these nanocomposites under uniaxial tensile loading in the axial direction of the nanotubes have been investigated by the molecular dynamics method by Lammps software. Also, the coefficients of the atomic potential function of magnesium atoms have been calculated using the law of composition and the data extracted by Gaussian software. The results of molecular dynamics simulations show the improvement of mechanical properties of magnesium-based metal nanocomposites due to the addition of boron nitride nanotubes. The presence of boron nitride (0,12), (0,14), (0,16) and (0,18) nanotube reinforcers as magnesium field reinforcers increased the elastic modulus by 13, 14.9, 16.2 and 17 percent. Other results of this study indicate that the elastic behavior of nanocomposites is independent of strain rate changes. Also, by performing this simulation over a wide range of temperatures, obvious changes in the mechanical properties of the nanocomposite at different temperatures have been obtained.

    Keywords: Molecular Dynamics, Nanocomposite, Magnesium, Boron Nitride Nanotube}
  • محمد نمازی زاده، رامین حقیقی خوشخو*، فاطمه جدا
    در کار حاضر به منظور بهبود عملکرد چگالنده های هوایی نیروگاهی تاثیر تغییر همزمان جنس ماده سازنده پره های دسته لوله و فاصله هوایی بین ردیف پره های مربوط به دسته لوله های متوالی بر عملکرد چگالنده هوایی مورد بررسی قرار گرفته است. تغییر این فاصله هوایی و همچنین جنس ماده سازنده پره می تواند بر روی ضریب انتقال گرما و افت فشار جریان هوا، وزن دسته لوله و فرسایش ناشی از ذرات جامد موثر باشد. در این مقاله ابتدا در فاصله های هوایی مختلف، ماده مناسب برای پره تعیین شده و سپس تاثیر شرایط دمایی محیط در فاصله های هوایی مختلف بر عملکرد ترموهیدرولیکی جریان سمت هوای دسته لوله منتخب، بررسی و مطالعه شده است. نتایج نشان می دهد که در بین 54 دسته لوله مورد بررسی در صورت استفاده از دسته لوله های M5 و انتخاب فاصله هوایی یک میلی متر، جریان در سمت هوای دسته لوله عملکرد ترموهیدرولیکی بهتری خواهد داشت به طوری که عدد ناسلت به میزان 2/57 % افزایش، PEC به میزان 4/64 % افزایش، ضریب اصطکاک به میزان 9/7% کاهش و وزن کلی دسته لوله ها به میزان 8/10% کاهش خواهد یافت.
    کلید واژگان: چگالنده هوایی, دسته لوله, نانوکامپوزیت, فاصله هوایی, خنک کن نیروگاهی, افت فشار}
    Mohammad Namazizadeh, Ramin Haghighi Khoshkhoo *, Fatemeh Joda
    The present study evaluated the effect of simultaneous change of the material of tube bundle fins and air gap between rows of fins in consecutive tube bundles on the performance of A.C.C in order to improve their performance. Changing this air gap as well as the fin material can affect the heat transfer coefficient, air pressure drop, and weight of the tube bundle. In this paper, the suitable material for fin was first determined in different air gap, and then the effect of the velocity of inlet air on tube bundle as well as ambient temperature conditions on the thermo-hydraulic performance of airflow on the selected tube bundle side was studied. According to the results, among the 54 simulated tube bundles, the use of the selected fin material and 1-mm air gap on the tube bundle airside exhibited improved thermohydraulic performance. Using the selected tube bundle, the Nusselt number and the performance evaluation criteria increased by 57.2% and 64.4%, and the friction factor and the overall weight of the tube bundle decreased by 7.9% and 10.8%, respectively, compared to the current bundle.
    Keywords: Air-cooled condenser, Tube bundle, Nano-composite, Air gap, Power plant cooling, Pressure drop}
  • جمال دباغ، بشیر بهجت خواجه*، مجتبی یزدانی، مصطفی رضایی
    در این پژوهش، اثر افزودن گرافن اکسید عامل دار بر روی خواص مکانیکی چسب اپوکسی بررسی شده است. ابتدا گرافن اکسید با اکسایش گرافیت به کمک روش اصلاح شده هامرز، تهیه و سطح آن با عامل سیلانی، تری آمینو پروپیل تری متوکسی سیلان (3-APTES) اصلاح گردید. تاثیر افزودن مقادیر 0.1، 0.2 و 0.3 درصد وزنی از گرافن اکسید آمینه (GO-NH2) روی خواص کششی و برشی چسب اپوکسی مورد بررسی قرار گرفت. سپس نمونه بالک و نمونه اتصال چسبی ضخیم(TAST) از چسب خالص و چسب تقویت شده با مقادیر وزنی مختلف گرافن اکسید آمینه شده، تهیه، و تحت آزمون کشش و آزمون برش خالص به منظور تعیین خواص کششی و برشی قرار گرفت. نتایج تحقیق نشان داد وجود گرافن اکسید عامل دار موجب بهبود خواص مکانیکی چسب می شود که در آن، نقطه بهینه این افزایش در نمونه های حاوی 0.1 درصد وزنی گرافن اکسید اصلاح سطحی بوده است. به طوری که افزودن این مقدار گرافن اکسید آمینه به چسب اپوکسی باعث افزایش 35%، %44، %53 و %34 به ترتیب در مدول الاستیسیته، استحکام نهایی، چقرمگی و مدول برشی چسب می شود.
    کلید واژگان: خواص مکانیکی, نانوکامپوزیت, چسب اپوکسی, گرافن اکسید آمینه شده, نمونه بالک و TAST}
    Jamal Dabbagh, Bashir Behjat *, Mojtaba Yazdani, Mostafa Rezaei
    In the present paper, the effect of addition of a functionalized graphene oxide (FGO) on the mechanical properties of an epoxy adhesive was investigated. GO was first prepared by oxidation of graphite using Modified Hummers’ method. Then silane coupling agents 3-aminopropyltriethoxysilane (APTES) was used for surface modification of GO. The solution mixing method is used for dispersing 0.1 wt%, 0.2 wt% and 0.3 wt% amine-modified graphene oxide (GO-NH2) in the epoxy adhesive to investigate the tensile and shear properties of the nano-composite. The tensile and shear properties of the neat and GO-NH2 reinforced epoxy adhesives were determined using the bulk and the thick adherend shear test (TAST) specimens, respectively. Significant improvements in the mechanical properties have been observed by the addition of nano-fillers in epoxy adhesive. The highest improvement in strength was obtained by 0.1 wt% loading of GO-NH2. So that, the addition of 0.1 wt% of FGO increases the Young’s modulus, tensile strength, toughness and shear modulus by 35% , 44%, 53% and 34%, respectively.
    Keywords: Mechanical properties, Nano-composites, epoxy adhesive, functionalized graphene oxide, Bulk specimen, TAST}
  • صدیقه رنجکش آدرمنابادی، سید مهدی حسینی فراش*، محمد جعفری

    ایجاد سایش در بسیاری از ماشین های صنعتی باعث افزایش لقی بین قطعات متحرک، کاهش دقت، ایجاد ارتعاش، خستگی و در نهایت می تواند باعث از کار افتادن کامل دستگاه و تحمیل هزینه های بسیاری بر صنعت شود. در این مقاله رفتار لغزشی خشک فلز بر روی سطح نانوکامپوزیت های زمینه اپوکسی و خواص مکانیکی آن ها مطالعه شده است. اپوکسی خالص، نانولوله کربنی/ اپوکسی، نانورس/ اپوکسی و نانولوله کربنی/ نانورس/ اپوکسی نمونه های مورد مطالعه هستند. جهت بررسی رفتار لغزشی، نمونه ها به شکل دیسک و مطابق استاندارد ساخته شدند و پین فلزی ساینده مسافت هزار متر را در مسیر دایره ای بر روی سطح نمونه حرکت کرد. نیروهای محوری مختلفی بر پین فولادی اعمال گردید و ضریب اصطکاک بین فلز و نمونه ها و همچنین مقدار کاهش وزن نمونه ها پس از طی این مسافت اندازه گیری شد. خواص مکانیکی نمونه ها به کمک آزمون کشش ساده تعیین گردید. نتایج حاکی از آن بود که افزودن تقویت کننده های نانوساختار در هر سه نمونه نانوکامپوزیتی باعث مقاومت بیشتر نمونه در برابر سایش در مقایسه با نمونه اپوکسی خالص می شود. در بیشترین میزان بار محوری، ضریب اصطکاک بین پین فلزی و اپوکسی 27/0 اندازه گیری شد که این مقدار پس از افزودن 5/1 درصد وزنی نانورس به زمینه اپوکسی 40 درصد کاهش را نشان می دهد.

    کلید واژگان: نانوکامپوزیت, لغزش خشک, ضریب اصطکاک, کاهش وزن, آزمون پین بر روی دیسک}
    S. Ranjkesh Adarmanabadi, Seyyed M. Hosseini Farrash *, M. Jafari

    Abrasion in many industrial machines increases the clearance between moving parts, reduces accuracy, causes vibration, fatigue, and can ultimately cause complete machine failure and impose high costs on the industry. In this paper, the dry sliding behavior of metal on the surface of epoxy-based nanocomposites and their mechanical properties have been studied. Neat epoxy, carbon nanotube/ epoxy, nanoclay/ epoxy and carbon nanotube/ nanoclay/ epoxy are the samples. To investigate the sliding behavior, the samples were made in the form of a disc and according to the standard. The abrasive metal pin moved a distance of 1000 m in a circular path on the surface of the sample. Different axial loads were applied to the steel pin. The coefficient of friction between the metal and the samples, and the weight loss of the samples were measured. Also the mechanical properties of samples were determined by simple tensile test. The results showed that the addition of nanostructured reinforcements in all three nanocomposite samples made the sample more resistant to abrasion compared to the pure epoxy sample. At the maximum axial load, the coefficient of friction between the metal pin and the epoxy was measured to be 0.27, which indicated a reduction of 40% after adding 1.5% by weight of nanoclay to the epoxy.

    Keywords: Nanocomposite, Dry sliding, Coefficient of Friction, Weight loss, Pin on disk test}
  • رسول محسن زاده*

    در این پژوهش، تاثیر نانو ذرات زیولیت بر خواص سایشی پلی اتیلن با وزن مولکولی بسیار بالا که کاربرد فراوانی در ایمپلنت های ارتوپدی دارند، مورد مطالعه قرار گرفته است. بهبود خواص تریبولوژی این پلیمر، از جمله چالش های صنعت پزشکی می باشد و تاثیر مستقیم بر عمر ایمپلنت های ارتوپدی دارد. نمونه های استوانه ای نانوکامپوزیتی بر پایه آمیخته پلی اتیلن با وزن مولکولی بسیار بالا حاوی نانوذرات زیولیت (2، 4 و 6 قسمت وزنی) به روش اکسترودر و قالب گیری تزریقی تولید شد. شکل شناسی نمونه ها با میکروسکوپ الکترونی روبشی مطالعه شد. با استفاده از آزمون پین روی دیسک، مقدار سایش، دما و ضریب اصطکاک تحت نیروی فشاری N 50 و سرعت ثابت m/s 5/0 اندازه گیری شد. مقدار سایش، دما و ضریب اصطکاک در نمونه حاوی 4 قسمت وزنی از نانو زیولیت، پس 4500 متر، به ترتیب حدود 56، 32 و 26 درصد کمتر از نمونه پلی اتیلنی خالص مشاهده شد. در مقابل، بکارگیری 6 قسمت وزنی از نانو ذرات زیولیت، منجر به کلوخه شدن ذرات و افزایش مقدار سایش، دما و ضریب اصطکاک، نسبت به نمونه های نانوکامپوزیتی شد. علاوه براین، مورفولوژی نمونه های نانوکامپوزیتی، پس از آزمون، سطح صافتر و با آثار سایش خراشی کم عمق تر نسبت به سطح ساییده شده نمونه پلی اتیلنی خالص نشان داد.

    کلید واژگان: پلی اتیلن با وزن مولکولی بسیار بالا, نانو زئولیت, نانوکامپوزیت, سایش, اصطکاک}
    Rasool Mohsenzadeh *

    In this research article, the effect of zeolite nanoparticles on the tribological properties of high molecular weight polyethylene, which are widely used in orthopedic implants, has been studied. Improving the tribological properties of this polymer is one of the medical industry challenges which has an important effect on the life-time of orthopedic implants. Nanocomposites based on ultra-high molecular weight polyethylene (UHMWPE) blend, containing 2 to 6 phr of nano-zeolite, were prepared via melt compounding followed by injection molding. The morphology was studied using scanning electron microscopy. The wear and temperature of specimens as well as friction coefficient were characterized by employing a pin on disk test under 50 N and sliding velocity of 0.5 m/s. The wear rates, temperature and friction coefficient of nanocomposite containing 4 phr of nano-zeolite, were 56, 32 and 26%, respectively, lower than those of neat UHMWPE. In contrast, the application of 6 phr of of nano-zeolite, led to agglomeration and increased wear, temperature and coefficient of friction compared to nanocomposite samples. In addition, the morphology of nanocomposite samples, after testing, revealed a smoother surface with the mild abrasion marks than that of of pure UHMWPE sample.

    Keywords: UHMWPE, Nano-Zeolite, Nanocomposite, Wear, Fiction}
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