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 « tensile properties » در نشریات گروه « مکانیک »

تکرار جستجوی کلیدواژه «tensile properties» در نشریات گروه «فنی و مهندسی»
  • احمد امینی، علی علوی نیا*

    با توجه به گسترش روزافزون استفاده از پرس های پرسرعت مثل سروو پرس های سرعت بالا در صنعت خودروسازی، بررسی شکل پذیری ورق های فلزی در این محدوده سرعت شکل دهی ضروری به نظر می رسد. بنابراین، این تحقیق با هدف بررسی اثر شکل دهی در نرخ کرنش متوسط بر شکل پذیری ورق فولادی St14 انجام شده است. آزمایش کشش در نرخ های کرنش مختلف انجام شد و آزمایش های شکل پذیری برای ایجاد منحنی های حد شکل دهی، در شکل دهی شبه استاتیک و شکل دهی ضربه ای صورت گرفت. جهت استخراج منحنی حد شکل دهی عددی، از شبیه سازی اجزای محدود استفاده شد. مدل مادی با در نظر گرفتن اثر نرخ کرنش توسط زیربرنامه ویوهارد وارد شبیه سازی شد. نتایج آزمایش کشش نشان داد که با افزایش نرخ کرنش، چند شاخص مهم کرنش سختی کاهش می یابد. هم چنین، رفتار کششی در نرخ های کرنش مختلف توسط مدل مادی با دقت خوبی پیش بینی شد. در شکل دهی ضربه ای، به دلیل تغییر شرایط اصطکاکی، شکست و تمرکز کرنش به مرکز گنبد منتقل شد و ارتفاع گنبد در حالت کشش دومحوره 17/1% نسبت به شکل دهی شبه استاتیکی کاهش یافت. منحنی حد شکل دهی در شکل دهی ضربه ای در مقایسه با شکل دهی شبه استاتیک به طرف پایین و سمت راست نمودار حد شکل دهی جابجا شد. در شکل دهی ضربه ای، حد شکل دهی در حالت کرنش صفحه ای در مقایسه با شکل دهی شبه استاتیکی، 8/1% کاهش یافت. هم چنین، نتایج شبیه سازی شامل موقعیت شکست، منحنی حد شکل دهی و ارتفاع گنبد در هر دو روش شکل دهی انطباق خوبی با نتایج تجربی داشت.

    کلید واژگان: خواص کششی, شکل پذیری, منحنی حد شکل دهی, نرخ کرنش متوسط, شکل دهی ضربه ای, فولاد St14}
    Ahmad Amini, Ali Alavi Nia*

    Considering the increasing use of high-speed presses, such as high-speed servo presses, in the automotive industry, it seems necessary to investigate the formability of sheet metals in this range of forming speed. Therefore, this study has been conducted to investigate the effect of medium strain rate forming on the formability of the St14 steel sheet. Tensile tests were done at various strain rates, and formability tests were performed to create forming limit curves at the quasi-static and impact forming. Finite element simulation was used to extract the numerical forming limit curves. The material model was entered into the simulation by considering the strain rate effect using the VUHARD subroutine. The results of tensile tests showed that some influential strain-hardening indicators reduce with strain rate enhancement. Also, using the material model, the tensile behavior was predicted with good accuracy at each strain rate. In impact forming, fracture and strain concentration was transferred to the dome center, and the dome height in biaxial stretching was reduced by 17.1% compared to quasi-static forming due to the variation of frictional conditions. The forming limit curve of impact forming was shifted to the lower values and right side of the forming limit diagram compared to quasi-static forming. In impact forming, the forming limit in plane-strain condition was reduced by 8.1% compared to quasi-static forming. Also, the simulation results, including fracture position, forming limit curve, and dome height in both forming processes, were in good agreement with the experimental results.

    Keywords: Tensile properties, Formability, Forming limit curve, Medium strain rate, Impact forming, St14 steel}
  • مریم مرکباتی*، حسین ساکی، رشید مهدوی

    آلیاژهای تیتانیوم شبه پایدار بتا به دلیل دارا بودن استحکام بالا و انعطاف پذیری مناسب و همچنین نسبت استحکام به وزن بالا جهت کاربرد در صنعت هوافضا مناسب می باشند. هدف از پژوهش حاضر  بررسی ریزساختار و خواص کششی حاصل از پیرسازی تک مرحله ای و دومرحله ای پس از چرخه های مکانیکی حرارتی آنیل تک فاز β و آنیل دوفاز α+β در آلیاژ نوین Ti-3Al-8Mo-7V-3Cr است. به این منظور، روی یک تسمه از این آلیاژ، عملیات حرارتی آنیل انحلالی در منطقه تک فاز β، نورد سرد و تبلورمجدد و بر روی تسمه دیگر، عملیات حرارتی آنیل انحلالی در منطقه دو فاز α+β انجام شد. سپس، نمونه هایی از این تسمه ها در دمای 550 درجه سانتی گراد تحت عملیات پیرسازی تک مرحله ای قرار گرفت.  همچنین جهت انجام عملیات پیرسازی دو مرحله ای، نمونه هایی در دمای 300 و 550 درجه سانتی گراد به ترتیب جهت پیرسازی اولیه و ثانویه تحت عملیات حرارتی قرار گرفتند. پس از آن، تحولات ساختاری آلیاژ بوسیله ی میکروسکوپ الکترونی روبشی و تفرق اشعه ی ایکس و خواص کششی بوسیله ی آزمایش کشش سرد مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد، سیکل بهینه عملیات حرارتی آلیاژ Ti-3873، پیرسازی دومرحله ای پس از آنیل در منطقه دوفاز α+β است که منجر به دستیابی به استحکام تسلیم 1190 مگاپاسکال و ازدیادطول 7/14% شد. در این حالت، ساختار بدست آمده فاقد آلفای مرزدانه ای بوده و آلفای ثانویه تشکیل شده دارای طول کمتر از 5/0 میکرومتر و میانگین ضخامت آن 15/0 میکرومتر می باشد.

    کلید واژگان: آلیاژ Ti-3Al-8Mo-7V-3Cr, آنیل تک فاز β, آنیل دوفاز α+β, پیرسازی دومرحله ای, ریزساختار, خواص کششی}
    Maryam Morakabati*, H. Saki, R. Mahdavi

    Metastable beta titanium alloys are suitable for use in the aerospace industry due to their high strength and good ductility, as well as their high strength-to-weight ratio. The aim of the current research is to investigate the microstructure and tensile properties of the alloy after single-step and two-step aging following thermal-mechanical cycles of single-phase β annealing and two-phase α+β annealing. For this purpose, on one strip of the alloy, solution annealing heat treatment in the single-phase β region, cold rolling and recrystallization and on the other strip, solution annealing heat treatment in the two-phase α+β region was performed. Afterwards, the specimens from the strips were subjected to single-step aging at 550⸰C. In addition, in order to perform two-step aging, specimens were subjected to heat treatment at 300 and 550⸰C for primary and secondary aging, respectively. Then the structural evolution of the alloy was investigated by SEM and X-ray diffraction pattern and the tensile properties of it by tensile test. It was found that the optimum heat treatment cycle of the Ti-3873 alloy was two-step aging after α+β solution treatment leading to 1190 MPa yield strength and 14.7% elongation. In this case, the obtained structure has no grain boundary alpha and the formed secondary alpha has a length of less than 0.5 µm and its average thickness is 0.15 µm.

    Keywords: Ti-3Al-8Mo-7V-3Cr alloy, Single-phase β annealing, Two-phase α+β annealing, Two-step aging, Microstructure, Tensile properties}
  • کیوان شیری، سید احسان افتخاری شهری*، حبیب الله رستگاری کوپایی

    جوانه زنی و رشد ترک در قطعات و سازه های مهندسی یک امر اجتناب ناپذیر است. تعویض قطعه یا قسمتی از آن که دچار آسیب شده، ساده ترین راه برای جلوگیری از وقوع از کار افتادگی است که البته همواره مقرون به صرفه نمی باشد. لذا در بسیاری از موارد می توان با تعمیر قطعه ، عمر قطعات کار کرده معیوب را افزایش داد. یکی از راهکارهای موثر، ترمیم محل ترک خوردگی به وسیله وصله های کامپوزیتی از طریق چسباندن آنها بر روی محل تشکیل ترک است. هدف این پژوهش، بررسی چگونگی اثر وصله بر رفتار رشد ترک و همچنین تاثیر هندسه وصله بر خواص مکانیکی آلیاژ آلومینیوم Al5251 می باشد. برای این منظور، از وصله کامپوزیتی کولار با هندسه مستطیلی و H شکل استفاده شده است. برای بررسی خواص مکانیکی و ارزیابی رفتار رشد ترک در نمونه ها، آزمون کشش اجرا شد. تاثیر مساحت موثر و شکل هندسی وصله بر قابلیت تحمل بار، میزان تغییر طول نمونه، چقرمگی و نیروی آغاز ترک بررسی شده است. نتایج بدست آمده نشان داد که با استفاده از وصله کامپوزیتی، میزان تغییر طول نمونه تا شکست، مقدار نیرو در لحظه شروع ترک و مقدار نیروی شکست نسبت به نمونه های بدون ترمیم افزایش یافته است. همچنین، مقایسه وصله ها با مساحت موثر برابر نشان داد نمونه ترمیم شده با وصله با هندسه H شکل، قابلیت تحمل بار بیشتری نسبت به وصله مستطیل شکل دارد. همچنین میزان چقرمگی در نمونه ترمیم شده با وصله H شکل نیز افزایش یافته است.

    کلید واژگان: آلیاژ آلومینیوم 5251, ترمیم قطعه, وصله کامپوزیتی, هندسه وصله, خواص کششی}
    Keyvan Shiri, Seyyed Ehsan Eftekhari Shahri*, Habibollah Rastegari Kupaii

    Crack nucleation and propagation in engineering segments and structures are unavoidable. Replacing a damaged part is the easiest way to prevent failure, but it is not always cost-effective. Therefore, in many cases, by repairing a component, the life of defective working parts can be increased.  One of the effective strategies, is mending the cracked area using composite patches witch are glued in crack formation place. The purpose of this study was to investigate the effect of patch on crack growth behavior as well as the effects of patch geometry on the mechanical properties of repaired Al5251 aluminum alloy. For this purpose, a Kevlar-epoxy composite patch with rectangular and H-shaped geometry has been used. Tensile test was performed to evaluate the mechanical properties and the crack growth behavior in the samples. The influences of patch geometry and effective area on tensile force, specimen ductility, toughness and crack forming force have been investigated. The results showed that with the use of composite patch, ductility, force at the moment of cracking and the failure force increased compared to samples without repair. Also, comparison of patches with equal effective area showed that samples repaired with H-shaped patch have more load capacity than rectangular patch. In addition, the amount of toughness in the sample repaired with H-shaped patch has increased.

    Keywords: 5251 Aluminum Alloy, Sample Repairing, Composite Patch, Patch Geometry, Tensile properties}
  • مجتبی دهقان*، فتح الله قدس، مهدی گردویی، حمیدرضا محمدیان سمنانی

    هدف از انجام این پژوهش، بهبود خواص استحکامی کامپوزیت هیبریدی چند لایه ی الیاف شیشه- آلومینیوم، با استفاده از ورق های آلومینیوم AA1050 فرآوری شده توسط فرآیند اتصال نورد انباشتی در ساخت کامپوزیت است. همچنین تاثیر مراحل مختلف فرآیند اتصال نورد انباشتی بر خواص استحکامی کامپوزیت هیبریدی مورد بررسی قرار گرفته است. ابتدا ورق آلومینیوم AA1050 تحت فرآیند اتصال نورد انباشتی قرار گرفت. سپس ریزساختار و خواص مکانیکی ورق توسط میکروسختی سنجی و آزمون کشش تک محور بررسی شد. در ادامه آلومینیوم فرآوری شده توسط فرآیند اتصال نورد انباشتی جهت ساخت کامپوزیت چندلایه آلومینیوم تقویت شده با الیاف شیشه مورد استفاده قرار گرفت. نحوه ی چیدمان اجزای کامپوزیت به صورت 1/2  (آلومینیوم-الیاف شیشه-آلومینیوم) بوده است. در پایان خواص کششی کامپوزیت هیبریدی بررسی شد. با انجام فرآیند اتصال نورد انباشتی سختی و استحکام ورق افزایش قابل ملاحظه ای می یابد. همچنین قابلیت ازدیاد طول ورق پس از کاهش شدید در مرحله ی اول، در ادامه به آرامی افزایش می یابد. استفاده از ورق آلومینیوم فرآوری شده توسط اتصال نورد انباشتی در ساخت کامپوزیت هیبریدی موجب بهبود قابل توجه استحکام کششی کامپوزیت می شود. در کامپوزیت هیبریدی ساخته شده از آلومینیوم آنیل شده، قسمت اعظم ازدیاد طول لایه ی آلومینیومی پس از شکست الیاف شیشه و در شرایط خارج از کامپوزیت هیبریدی روی می دهد. در نتیجه کاهش قابلیت ازدیاد طول ورق پس از فرآیند اتصال نورد انباشتی باعث می شود، طی آزمون کشش کامپوزیت هیبریدی لایه ی فلزی و الیاف شیشه تقریبا همزمان دچار شکست شوند و منجربه کاهش شکل پذیری کامپوزیت نمی شود. بنابراین کل جذب انرژی و چقرمگی شکست لایه ی آلومینیومی در شرایطی که کامپوزیت هیبریدی دچار شکست نشده است، به وقوع می پیوندد.

    کلید واژگان: آلومینیوم, اتصال نورد انباشتی, کامپوزیت چندلایه آلومینیوم تقویت شده با الیاف شیشه, خواص کششی}
    Mojtaba Dehghan*, Fathallah Qods, Mahdi Gerdooei, Hamidreza Mohammadian Semnani

    The aim of this study is to improve the strength properties of glass-aluminum multilayer hybrid composite using AA1050 aluminum sheets processed by the accumulative roll bonding (ARB) process. Also, the effect of different cycles of ARB process on the strength properties of hybrid composite has also been investigated. At first, the ARB process was applied on the AA1050 sheet. Afterwards, the microstructure and tensile properties of the ARB deformed sheets were investigated. Then, the ARB processed AA1050 sheets were used to make glass reinforced aluminum laminate (GLARE). In the end, the tensile properties of the GLARE composite were examined. By the progress of the ARB process, the hardness and strength of the sheet increased. The elongation of the first cycle processed specimens dropped drastically. But, by increasing the process cycles, the elongation increased gradually. The use of the ARB processed aluminum sheet in the manufacture of GLARE composite significantly improved the tensile strength of the GLARE. In the GLARE made of annealed aluminum, most of the elongation of the aluminum layer occurred after the breaking of the glass fibers and in conditions outside the GLARE composite; as a result, the reduction of the sheet elongation during the ARB process caused the simultaneous failure of the metal layers and the glass fibers during the tensile test of the GLARE. Hence, this event did not reduce the ductility of the composite. In other words, the total energy absorption and fracture toughness of the aluminum layers occurred when the GLARE had not failed.

    Keywords: Aluminum, Accumulative Roll-Bonding (ARB), Glass Reinforced Aluminum Laminate (GLARE), Tensile Properties}
  • Ali Kordi, Saeed Adibnazari *, Ali Imam, Mohammad Najafi, Maryam Ghasabzadeh Saryazdi
    Nitrogen-Doped Graphene Aerogel (N-GA) nanomaterials can significantly improve the functional efficiency of polymer composites due to its three-dimensional structure and suitable physical properties. The preparation process affects the performance improvement. In this study, the effect of preparation method and the mechanisms affecting the strength behavior of Nitrogen-doped Graphene Aerogel/Epoxy (N-GA/E) nanocomposites was investigated. For this purpose, nanoparticles of Graphene Oxide (GO) were produced using Hummers’ method; then, the N-GA was synthesized using the hydrothermal method and the freeze-drying process. The characterization experiments were used in order to confirm the structure and quality of the synthesized nanomaterials. Then, specimens of nanocomposite were prepared by adding weight percentages of 0.05, 0.1, 0.2, 0.5, 1, and 2 from the synthesized N-GA to the epoxy resin. In other preparation processes, N-GA/E nanocomposite specimens were produced using auxiliary solvents. After tensile tests, the best strength performance was observed in the specimens with the preparation process in which acetone solvent was used. The tensile strength and modulus of these nanocomposite specimens have increased by 23% and 20% compared to neat epoxy specimens, respectively. Also, the optimal weight percentage of N-GA nanomaterials for distribution in epoxy is 0.1 wt.%. Microscopic images of the fracture surfaces of the specimens used in the tensile test showed that the placement of N-GA porous plates in epoxy with the creation of the mechanism for micro crack formation led to more energy absorption during the stretching process of the N-GA/E nanocomposites.
    Keywords: Nitrogen-Doped Graphene Aerogel, nanocomposite, Morphology of Fracture Surfaces, Tensile Properties}
  • محمد آزادی*، محمد زمردی پور، عبدالحسین فریدون
    در این مقاله، اثر نرخ بارگذاری بر خواص کششی آلیاژ آلومینیوم- سیلیسیوم پیستون، با و بدون نانو ذرات سیلیکا، مورد مطالعه قرار گرفته است. بر روی نمونه های ریخته گری شده، آزمون کشش در نرخ های مختلف بارگذاری انجام گرفت. سپس، داده های تجربی با استفاده از نرم افزار Minitab، تحلیل حساسیت شده است. نتایج نشان می دهد که با افزایش نرخ بارگذاری در نمونه های بدون نانو، تنش تسلیم و درصد ازدیاد طول، به ترتیب، افزایش و کاهش می یابد. تصاویر ریزساختار نیز، نشان می دهد که نانو سیلیکا به سیلیسیوم زمینه آلیاژ، پیوسته و سیلیسیوم بیشتری در زمینه آلیاژ آلومینیوم دیده می شود. اما ابعاد دانه های سیلیسیوم در نانوکامپوزیت کوچکتر شده است. همچنین، تحلیل سطوح شکست مشخص نمود که افزایش نرخ بارگذاری در بارگذاری کششی و افزودن نانو ذرات، رفتار تردی شکست نمونه ها را افزایش داده است.
    کلید واژگان: آلیاژ آلومینیوم- سیلیسیوم, نانوکامپوزیت پایه آلومینیومی, خواص کششی, اثر نرخ بارگذاری, تحلیل حساسیت}
    Mohammad Azadi *, Mohammad Zomorodipour, Abdoulhossein Fereidoon
    In the present article, the impact of the loading rate on tensile features of the piston aluminum-silicon alloy, with and without silica nano-particles has been studied. Tensile tests were performed on casted specimens at different loading rates. Then, obtained experimental data were analyzed by the Minitab software, for the sensitivity analysis to find the effect of the loading rate on tensile properties. Results showed that in samples without silica nano-particles, the yield stress and the elongation of the material increased and decreased, respectively; when the loading rate increased. Microstructure images indicated that silica nano-particles were embedded to the silicon element. As a result, higher values of the silicon element were found in the aluminum matrix. However, the size of silicon particles was smaller in the nano-composite. The fracture surface illustrated that by increasing the loading rate in tensile testing and by the addition of silica nano-particles, the brittleness of the material increased.
    Keywords: Aluminum-silicon alloy, Aluminum matrix nano-composite, Tensile properties, Loading rate, Sensitivity analysis}
  • مهسا عوض زاده، مرتضی علیزاده، مسلم طیبی*

    در پژوهش حاضر، کامپوزیت لایه ای Cu/Zn/Al با استفاده 9 پاس فرآیند نورد تجمعی فرآوری شد. پس از آن عملیات حرارتی در دماها (750 تا 950درجه سانتی گراد) و زمان های (10 تا 25دقیقه) مختلف بر روی کامپوزیت های فرآوری به منظور تولید آلیاژ حافظه دار CuZnAl انجام شد. خواص ریزساختاری (کامپوزیت ها و آلیاژ) با استفاده از میکروسکوپ الکترونی روبشی و پراش سنجی اشعه ایکس مورد تحقیق قرار گرفت. خواص کششی و خاصیت حافظه داری کامپوزیت ها و آلیاژهای فرآوری شده با استفاده از آزمون کشش مورد بررسی قرار گرفت. بررسی های ریزساختاری نشان داد که ناپایداری های پلاستیک و باندهای برشی در لایه های مختلف کامپوزیت های فرآوری شده به وجود می آید. علاوه بر این، کامپوزیتی با توزیع یکنواختی از لایه های تقویت کننده روی و آلومینیوم بعد از 9 پاس نورد تجمعی حاصل شد. استحکام کامپوزیت از پاس اول تا سوم افزایش و سپس از پاس پنجم تا نهم کاهش یافت. سرانجام بیشترین استحکام (330مگاپاسکال) و ازدیاد طول (31/52%) به ترتیب در پاس های سوم و اول حاصل شد. نتایج نشان داد که آلیاژ حافظه دار CuZnAl به صورت موفقیت آمیزی با استفاده از فرآیند نورد تجمعی و عملیات حرارتی پس از آن حاصل می شود. همچنین مشاهده شد که آلیاژ عملیات حرارتی شده در دمای 900درجه سانتی گراد و سردشده در آب یخ شامل فاز مارتنزیت است. علاوه بر این، آلیاژ بازپخت شده در دمای 900درجه سانتی گراد به مدت 15دقیقه حافظه داری خوب و استحکامی در حدود 503مگاپاسکال از خود نشان داد.

    کلید واژگان: نورد تجمعی, کامپوزیت چندلایه, عملیات حرارتی, اثر حافظه داری, آلیاژ حافظه دار, خواص ریزساختاری و کششی}
    M. Avazzadeh, M. Alizadeh, M. Tayyebi*

    In the present study, Cu/Zn/Al multi-layered composite was processed by accumulative roll bonding (ARB) through nine passes. Afterwards, heat treatment processes at various temperatures (750-950℃) and times (10-25min) were done on the prepared composites to fabricate CuZnAl shape memory alloys. The microstructure (composites and alloy) were investigated using scanning electron microscopy and X-ray diffraction. Tensile properties and shape memory effect of the composites and alloys were also investigated by tensile test. The microstructure investigations show that plastic instability and shear bands occurred in different layers in the composite. In addition, a composite with a uniform distribution of Zn and Al reinforcing layers was produced after nine passes. The tensile strength of the composite increased from the first cycle to the third ARB cycle and then decreased from the fifth to the ninth ARB cycle. Finally, the best UTS (about 330MPa) and elongation (about 31.52%) values were obtained on the third and first pass, respectively. The results showed that CuZnAl shape memory alloy was successfully fabricated by the accumulative roll bonding process and next heat treatment. It was also found that the alloys treated at 900°C and cooled in ice water consist of martensitic phase. Additionally, the alloy annealed at 900°C for 15 minutes exhibited a good shape memory effect and strength (about 503MPa).

    Keywords: Accumulative Roll Bonding, Multilayer Composite, Heat Treatment, Shape Memory Effect, Shape Memory Alloys, Microstructure, Tensile Properties}
  • Mahsa Gharechomaghlu, Hamed Mirzadeh *
    A new computational method based on MATLAB was used to study the effect of different parameters on the homogeneity of composites produced by a severe plastic deformation technique known as accumulative roll bonding. For a higher number of passes, the degree of particle agglomeration and clustering decreased, and an appreciable homogeneity was obtained in both longitudinal and transverse directions. Moreover, it was found that the rolling temperature does not have any tangible effect on the distribution of particles. Furthermore, it was shown that while faster homogeneity can be obtained in the transverse direction by a cross accumulative roll bonding process, there is not any significant difference between homogeneity of particle distribution between this technique and other routes. In fact, after enough passes, the homogeneity level in all processing methods tends to a common value. Finally, the evolution of the mechanical properties of the composites sheets based on the work hardening, composite strengthening, grain refinement at high accumulative roll bonding cycles, and bonding between particles and the matrix was also briefly discussed.
    Keywords: Metal-matrix composites, Accumulative roll bonding, Particle distribution, Tensile properties}
  • محمد صادق باقری، فرامرز آشنای *، اسماعیل قاسمی

    در این تحقیق، مواد مرکب بر پایه رزین اپوکسی/ نانو ذرات سیلیکا/ الیاف کوتاه شیشه به روش قالب گیری دستی تهیه شده اند. رزین استفاده شده شامل اپوکسی و یک نوع پلی آمین به عنوان سخت کننده بودند. نانوذرات سیلیکا و الیاف شیشه (با طول متوسط 6 میلی متر) به ترتیب در سه مقدار 0،  0/75 و 1/5 درصد وزنی برای نانوذرات و 5، 10 و 15 درصد وزنی برای الیاف شیشه به ماتریس پلیمری اپوکسی افزوده شدند. پس از تهیه نمونه ها، آزمون مکانیکی کشش برای بررسی خواص مکانیکی کامپوزیت انجام شده و نتایج حاصل از این آزمون تحلیل و مقایسه شدند. نتایج حاصل از این تحقیق نشان داد که به طور کلی با اضافه کردن 0/75 درصد وزنی نانوذرات سیلیکا استحکام کششی، مدول الاستیک و ازدیاد طول تا پارگی افزایش و در حضور  1/5 درصد وزنی نانوذرات سیلیکا خواص مکانیکی مذکور دچار کاهش شدند. این درحالی است که با اضافه کردن الیاف شیشه به تنهایی، مدول الاستیک به صورت پیوسته افزایش یافته اما استحکام کششی کاهش می یابد. نتایج حاصل همچنین نشان داد که حضور همزمان الیاف شیشه و نانو سیلیکا باعث افزایش مدول الاستیک و کاهش استحکام کششی و ازدیاد طول می شوند.

    کلید واژگان: خواص کششی, اپوکسی, مواد مرکب, الیاف شیشه, نانوسیلیکا}
    Ismail Ghasemi, Faramarz Ashenai *

    In this study, nanocomposites based on epoxy, nano-silica and short glass fibers were prepared with hand molding method. The resin material consisted of epoxy resin and polyamine. Nano-silica and glass fibers, with average length of 6 mm, were added to epoxy polymer matrix in three levels 0, 0.75 and 1.5 wt.% for nano-silica and 5, 10 and 15 wt.% for glass fibers, respectively. After sample preparation, tensile tests are performed to study tensile properties of composites and results were compared and analyzed. Results showed that by adding 0.75 wt.% nano-silica, tensile strength, elastic modulus and elongation increased and by addition 1.5 wt.% of nano-silica the mentioned properties decreased. On the other hand, adding just glass fibers enhanced elastic modulus continuously and declined tensile strength of the nanocomposite. Furthermore, simultaneous presence of glass fibers and nano-silica caused an enhancement in elastic modulus and a reduction in tensile strength and elongation at break.

    Keywords: Tensile properties, Epoxy, Composite, Glass fibers, Nano-silica}
  • Ata Chalabi Tehran*, Karim Shelesh-Nezhad, Pouya Faraji Kalajahi, Ali Olad
    In this research, thermoplastic polyurethane (TPU) and clay nanoparticles were incorporated into poly (butylene terephthalate) (PBT) to improve the impact and tensile properties. The PBT/TPU (90/10, 80/20 and 70/30) samples were prepared by melt mixing using a co-rotating twin-screw extruder followed by injection molding. At the next stage, clay nanoparticles of different weight fractions were added to the PBT/TPU (80/20) blend in the same way to prepare nanocomposite samples. SEM images illustrated good compatibility between TPU and PBT. To characterize the dispersion of clay layers in the polymer matrix, wide-angle X-ray diffraction (WAXD) inspections were performed. The results of the mechanical assessments showed that the addition of TPU to PBT significantly increased the impact strength but decreased the tensile strength and modulus. Incorporating clay nanoparticles into the PBT/TPU blend noticeably improved the tensile properties of PBT/TPU-based nanocomposites. A balance of the tensile and impact properties was found in the PBT/TPU/clay (80/20/3) nanocomposite system.
    Keywords: Tensile properties, poly (butylene terephthalate), thermoplastic polyurethane, clay nanoparticle}
  • Minoo Dokht Shokrian, Karim Shelesh-Nezhad, Behzad H. Soudmand
    The tensile properties of multiscale, hybrid, thermoplastic-based nanocomposites reinforced with nano-CaCO3 particles and micro–short glass fibers (SGF) were predicted by a two-step, three-dimensionalmodel using ANSYS finite element (FE) software. Cylindrical and cuboid representative volume elements were generated to obtain the effective behavior of the multiscale hybrid composites. In the first step, the mechanical performance of co-polypropylene/CaCO3 nanocomposite was analyzed. The thickness of the interphase layer around the nanoparticles was estimated by using differential scanning calorimetry data. In the second step, the nanocomposite (co-polypropylene/CaCO3) was considered as an effective matrix, and then the effect of micro-SGF inclusion on the corresponding effective matrix was evaluated. The FE and experimental stress-strain curves of multiscale, hybrid composites were compared at different weight fractions of the nanoparticle. The proposed two-step method can easily predict the tensile properties of multiscale, hybrid, thermoplastic-based nanocomposites.
    Keywords: Hybrid thermoplastic nanocomposites, Effective matrix, Finite element method, Tensile properties}
  • غلامحسن پایگانه
    در این تحقیق با استفاده از روش طراحی آزمایش، تاثیر مجموع درصد وزنی نانو ذرات گرافن و نانورس و نسبت وزنی آنها و درصد وزنی سازگار کننده PP-gMA بر خواص کششی نانوکامپوزیت های پلی پروپیلن/گرافن/نانورس/PP-g-MA مورد بررسی قرار گرفت. طراحی آزمایش و تحلیل داده های آزمایشگاهی با استفاده از نرم افزار Minitab 16 و روش طراحی رویه پاسخ انجام شد. ساخت نانوکامپوزت ها، بر اساس روش اختلاط مذاب انجام گرفت. تمامی ترکیب ها و حالتهای خاص مواد در یک اکسترودر دوپیچه همسوگرد مخلوط شدند و سپس به کمک دستگاه قالب ریزی تزریقی به صورت نمونه های آزموی کشش استاندارد درآمدند. خواص کششی تمام نمونه ها از جمله استحکام کششی، مدول یانگ و ازدیاد طول در نقطه شکست به صورت تجربی مورد مطالعه قرار گرفت. مدل های آماری ارائه شده توسط روش رویه پاسخ تطابق خوبی با یافته های آزمایشگاهی داشتند. تحلیل های آماری نشان دادند که با افزایش درصد نانوذرات، استحاکم کششی و ازدیاد طول در نقطه شکست نانوکامپوزیت های کاهش می یابد. همچنین افزایش درصد نانوذرات بدون حضور سازگار کننده باعث افزایش در سفتی نانوکامپوزیت ها می شود، اما با افزایش میزان سازگار کننده، مدول کاهش می یابد. ریخت شناسی ترکیب ها توسط میکروسکوپ الکترونی رویشی (SEM) انجام شد. ریزنگارها نشان دادند که پراکندگی ذرات در درصدهای پایین تر بهتر است.
    کلید واژگان: خواص کشش, نانوکایپوریتها, پلی پروپیلن, گرافن, نانو رس, روش رویه پاسخ}
    Gholamhossein Payeganeh, Ismail Ghasemi, Azam Kazemnejad
    In this study, using design of experiments, the effect of the total weight percentage of graphene nanosheets and nano clay and their weight ratio and weight percentage of compatibilizer (PPg-MA) on the tensile properties of polypropylene/ graphene/ nano clay/ PP-g-MA nanocomposites were investigated. Design of experiments and analysis of experimental data with Minitab 16 software and response surface methodology were carried out. Making nanocomposites, based on the melt mixing was performed. All combinations and pure states materials were mixed together in a co-rotating twin-screw extruder and then injection molded into standard tensile test samples. The tensile properties of all samples including tensile strength, Young's modulus and elongation at break was studied experimentally. Statistical models provided by response surface methodology had good agreement with experimental findings. Statistical analysis showed that with increasing the percentage of nanoparticles, tensile strength and elongation at break of nanocomposites reduced. Also increasing the percentage of nanoparticles increase the stiffness of nanocomposites without compatibilizer, however, with the increasing amount of compatibilizer, reduced modulus. Compounds morphology by Scanning Electron Microscopy (SEM) was performed. Micrographes showed better dispersion of the particles in lower percentages.
    Keywords: Tensile properties, Nanocomposites, polypropylene, Graphen, Nano clay, Response surface methodology}
  • M. Najafi, S.M.R. Khalili *, R. Eslami, Farsani
    One of the greatest impediments to use polymer-matrix composites is their susceptibility to degradation when exposed to the elevated temperatures and the limited knowledge on the thermal and mechanical properties of these composites at such temperatures. The objective of this study is to evaluate the effects of accelerated heat aging on the tensile properties of the Woven Basalt/Phenolic (WBP) composites. Mechanical tests are performed on the specimens, which have previously been subjected to the accelerated heat aging conditions. The specimens were exposed to the constant temperatures in the range of 150 °C, 200 °C and 250 °C for various periods of times, and then, the residual tensile properties were measured at room temperature. The specimens were isothermally heated for 1, 2, 5, and 10 hours at the said temperatures and then left to cool naturally to the ambient temperature of about 25 °C. Both the tensile modulus and the ultimate tensile strength of WBP composites decreased with elevated temperatures and these degradations were time and temperature dependent.
    Keywords: Polymer, matrix composites, Accelerated heat aging, Basalt fiber, Phenolic resin, Tensile properties}
  • Vahiid Zakeri, Ahad Gholipoor, Parviz Asadi
    In this paper, hardness and tensile properties of welded zone of aluminum 1100 alloys by friction stir welding process was investigated and the effects of rotational and traverse speeds of tool on these parameters was studied. Also the fracture cross-section of welded samples was investigated. According the results of this paper, the hardness of weld material is higher than base material and is increased by decreasing the rate of rotational speed to traverse speed. The yields strength of weld material is 70% of base material in best conditions due to the weak thermo mechanically affected zone around weld nugget, although in some samples the tensile strength of weld material is equal to base material. Also the SEM images of fracture cross-section of welded samples showed a ductile fracture during tensile test.
    Keywords: Friction Stir Welding, Aluminum 1100 Alloys, Hardness, Tensile Properties}
  • محمدحسین پل، سید عبدالوهاب حسینی
    در این مقاله، تاثیر نانوذرات رسی بر روی رفتار کششی و خمشی مواد مرکب چند لایه شیشه/اپوکسی با بافت دوبعدی بطور تجربی مورد بررسی قرار می گیرد. نانومواد مرکب دارای 12 لایه الیاف شیشه با بافت دوبعدی با دانسیته gr/m2 200و با کسر حجمی الیاف 60 درصد بوده و با روش انتقال رزین به کمک خلاء ساخته شده است. سیستم رزین نیز از یک دیکلیسیدیل اتر بیسفنول نوع آ(DGEBA) با نام تجاری ایپون 828 به عنوان پایه اپوکسی و یک پلی اکسیپروپیلن دیامین با وزن مولکولی gr/mol 400 با نام تجاری جف امین دی 400 به عنوان سفت کننده ساخته شده است. نانورس کلوسید سی بی درون سیستم اپوکسی با درصد وزنی نسبت به مجموعه رزین (اپوکسی- نانورس) 0، 1، 2، 3، 5 و 7 درصد پخش می گردد. بررسی نتایج نشان می دهد بیشترین افزایش خواص مکانیک و خمشی در 3% و 10% نانورس بدست می آید. بیشترین افزایش مقاومت نهایی، کرنش شکست و چقرمگی در 7% وزنی نانورس به ترتیب به مقدار 13%، 7% و 27% و بیشترین افزایش مدول در 3% وزنی نانورس به مقدار 9% بدست می آید. همچنین بیشترین افزایش خمشی به مقدار 11% در 3% وزنی نانورس و بیشترین مدول خمشی به مقدار 48% در 5% وزنی نانورس بدست می آید.
    کلید واژگان: نانومواد مرکب پلیمری, خواص کششی, خواص خمشی, خواص مکانیکی, نانورس}
    Mohammad Hossein Pol, Seyed Abdoelvahab Hoseini
    In this paper, the influence of nanoclay Closite 30B on the tensile and the bending properties of 2D woven E- Glass/Epoxy laminated composite have been investigated experimentally. The glass/epoxy/nanoclay laminate have 12 layers and 60% fiber volume fractionis is manufactured by VRTM method. Fibers have a plain-weave configuration with density of 200 gr/m2, while the nano-epoxy resin system is made of diglycidyl ether of bisphenol A (epon 828) resin with jeffamine D400 as the curing agent and an organically modified MMT in a platelet form, namely Closite 30B. The nanoclay is dispersed into the epoxy system in a 0%, 3%, 5%, 7% and 7% ratio in weight with respect to the nano-matrix. The results have shown that Maximum to increase in the tensile and the bending properties are in 3% and 10% nanoclay content. The maximum to increase in the tensile strength, the failure strain and toughness are 13%, 7% and 27% respectively in 7% nanoclay content and in the modulus is 9% in 3% nanoclay content. Moreover, the maximum to increase in the flexural strength is 11% in 3% nanoclay content and in flexural modulus is 48% in 5% nanoclay content.
    Keywords: Polymer, matrix nanocomposites, Tensile properties, Bending Properties, Mechanical properties, Nanoclay}
  • محمود مهرداد شکریه، وهاب احمدی جنیدی
    نانوکامپوزیت گرافن/پلی پروپیلن، ماده نسبتا جدیدی است که خواص مکانیکی آن هنوز به طور جدی مورد مطالعه قرار نگرفته است. برای رسیدن به خواص مطلوب نانوکامپوزیت گرافن/پلی پروپیلن، توزیع یکنواخت نانوصفحات گرافن درون پلی پروپیلن دارای اهمیت ویژه ای است. در این تحقیق برای غلبه بر مشکل توزیع نانوذرات درون زمینه پلیمری از روشی که توسط کالایتزیدو و همکارانش برای توزیع گرافیت های ورقه ورقه شده در محیط پلی پروپیلن ابداع گردیده، ایده گرفته شده است. در این تحقیق پودر پلی پروپیلن توسط نانوگرافن پوشش دهی اولیه شده و سپس با انجام عملیات اختلاط ذوبی و تزریق پلاستیک، قطعه نانوکامپوزیت ساخته شده است. نانوکامپوزیت های گرافن/پلی پروپیلن با درصدهای وزنی 5/0، 1 و 2 گرافن، به این روش ساخته شده و خواص کششی آن ها مورد بررسی قرار گرفته است. افزایش مناسب مدول یانگ و تنش تسلیم در درصدهای وزنی بسیار پایین گرافن بدست آمده است. نتایج نشان می دهد که روش پوشش دهی اولیه پلی پروپیلن، روش مناسبی برای ساخت نانوکامپوزیت گرافن/پلی پروپیلن می باشد. لذا توسط این روش می توان به توزیع مناسب ذرات نانو گرافن درون پلی پروپیلن دست یافت.
    کلید واژگان: نانوکامپوزیت, گرافن, پلی پروپیلن, خواص کششی, مشخصه سازی آزمایشی}
    Graphene/Polypropylene nanocomposite is a new material and limited research is performed on mechanical properties of such material. A random distribution of the nano particles in the matrix has a special importance in having proper mechanical properties for Graphene/Polypropylene nanocomposites. To have a uniform distribution of the nano graphene in the polypropylene، a method developed by Kalaitzidou، et al. for distribution of exfoliated graphite in polypropylene is used in this research. In this paper، Polypropylene is coated with graphene and then the nanocomposite specimens are made using melt-blending and injection molding. Polypropylene reinforced with 0. 5، 1. 0 and 2. 0 wt% graphene sheets were prepared and their tensile properties are investigated. Good enhancement of Young’s modulus and yield stress at very low graphene contents are achieved. The results indicate that the mentioned method is suitable for fabrication of graphene/polypropylene nanocomposites، which yields a good dispersion of graphene in the polypropylene.
    Keywords: nanocomposites, graphene, Polypropylene, Tensile properties, Experimental Characterization}
  • رضا اسلامی فارسانی، سید محمدرضا خلیلی، علیرضا زنگی آبادی، کوشا عباس بنایی
    استحکام الیاف تقویت کننده، موثرترین عامل بر استحکام کامپوزیت ها محسوب می شود، لذا روش دقیقی برای ارزیابی استحکام آن مورد نیاز است. دو روش برای تعیین استحکام و دیگر خواص کششی الیاف تقویت کننده (نظیر الیاف کربن) وجود دارد. این دو روش شامل آزمون تک لیف و آزمون دسته الیاف آغشته شده با رزین می باشند. هدف از این تحقیق، مقایسه دو روش مذکور جهت تعیین خواص مکانیکی الیاف کربن بر پایه الیاف پلی اکریلونیتریل (PAN)، است. الیاف کربن به کار رفته در این تحقیق شامل دو نوع الیاف کربن است که خواص مکانیکی آن ها شامل استحکام کششی، مدول کششی، کرنش شکست و انرژی شکست با استفاده از دو روش آزمون تک لیف و آزمون دسته الیاف ارزیابی شدند. نتایج نشان می دهند که آزمون تک لیف اگرچه روشی دشوار است، اما در مقایسه با آزمون دسته الیاف، استحکام کششی و انرژی شکست بزرگتر، و مدول کششی و کرنش شکست کوچکتری برای الیاف کربن ارائه می دهد.
    کلید واژگان: الیاف کربن, خواص کششی, آزمون تک لیف, آزمون دسته الیاف}
    Reza Eslami-Farsani
    The strength of the reinforcing fibers is the main factor affecting the strength of the composites، therefore، accurate method for measuring the strength is needed. There are two methods for determining the strength of the reinforcing fibers (e. g. carbon fiber). They are the methods of single filament and the fiber tow test (fibers impregnated with resin). The main goal of this research is to find the correct procedure of testing carbon fibers with two different methods of single filament and fiber tow test، so comparing the mechanical properties of two types of PAN based carbon fibers given by those methods. The fibers used in this research were two types of carbon fibers and their mechanical properties like tensile strength، tensile modulus، breaking strain and fracture energy were studied in both test methods. The results show that although the single filament test method is quite difficult but compared with the fiber tow test method gives higher values for tensile strength and fracture energy whereas lower value for tensile modulus and breaking strain.
    Keywords: Carbon fibers, Tensile properties, Single filament test, Tow test}
  • محمدرضا ستاری، محمد رنجبران
    در این پژوهش تاثیر کسر حجمی فاز تقویت کننده برخواص کششی کامپوزیت Al6061/SiC با اعمال اکستروژن گرم مورد بررسی قرار می گیرد.کامپوزیت های آلومینیم – سیلیسیم به دلیل خواص سایشی و مکانیکی بالا مورد توجه هستند. برای انجام این تحقیق کامپوزیت Al6061/SiC با درصدهای مختلف 5، 10، 15 و 20 درصد کاربید سیلیسیم به روش ریخته گری هم زدنی تولیدشد و بر روی نمونه های کامپوزیتی حاوی کسرهای حجمی ذکرشده، عملیات اکستروژن گرم انجام شد. سپس خواص کششی محصول مورد بررسی قرار گرفت. در ادامه بررسی های ریزساختاری با استفاده از میکروسکوپ نوری و الکترونی انجام شد. نتایج بدست آمده نشان می دهد که افزایش میزان کاربید سیلیسیم تا 5 درصد وزنی باعث افزایش استحکام کششی کامپوزیت فوق گردید. همچنین اعمال فرآیند اکستروژن باعث کاهش میزان تخلخل نسبت به حالت ریختگی و در نتیجه بهبود خواص کششی شد.
    کلید واژگان: کامپوزیت زمینه آلومینیم, ذرات کاربید سیلیسیم, فرآیند اکستروژن, تخلخل, خواص کششی}
    Mohammad Reza Sattari, Mohammad Ranjbaran
    In the present study the effect of phase volume fraction on the reinforcement of microstructure and tensile properties of composite extrusion process Al6061/SiC has been studied. For this purpose, the base alloy Al6061 using pure aluminum ingots, silicon, of Al-50% Mg, Al-10% Cr and a thin copper rod was prepared. Next, the composite Al6061/5% SiC, Al6061/10% SiC, Al6061/15% SiC and Al6061/20% SiC through the addition of various amounts of silicon carbide particles was prepared by cast stirring. For composite samples containing different volume fractions of the reinforced SiC, hot extrusion operation was performed. Evaluation of microstructure using light and electron microscope was performed. During the study, it was observed that with the increasing amount of reinforcement, porosity and pores in the microstructure was increased. The extrusion process reduces the amount of porosity as well as creating fine reinforcement. In order to investigate the effect of extrusion process on the mechanical properties of the composite, tensile test were used. Results showed that, with increasing SiC weight to 5 percent, it will increase ultimate tensile strength of the composite. In addition, it is shown that the extrusion process will result a homogenous particles distribution which in turn will improve the tensile stress.
    Keywords: Aluminium Matrix Composite, Silicon Carbide Particle, Extrusion Process, porosity, Tensile Properties}
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