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 « پیش کرنش » در نشریات گروه « مکانیک »

تکرار جستجوی کلیدواژه «پیش کرنش» در نشریات گروه «فنی و مهندسی»
  • حسین طالبی قادیکلایی*، رامین هاشمی، امیرحسین بامداد، احسان درچه پور

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

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

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

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

    شکل دهی تدریجی ورق های فلزی یکی از روش های نوین شکل دهی است که اعمال تدریجی نیروهای شکل دهی و عدم حضور قالب مادگی در این روش، باعث افزایش حد شکل پذیری ورق و افزایش دامنه انعطاف پذیری فرایند در تولید هندسه های پیچیده می شود. در این پژوهش شکل دهی ورق های دولایه آلومینیوم-مس در فرایند شکل دهی تدریجی تک نقطه ای تا رسیدن به حد شکل دهی ورق در چند هندسه مختلف مطالعه خواهد شد. با توجه به مکانیزم ناپایداری ورق در این فرایند، در پیش بینی عددی رشد و شروع آسیب ورق های دولایه، از معیار آسیب ژو-ویرزبیکی (Xue-Wierzbicki) در قالب زیربرنامه VUMAT نرم افزار آباکوس استفاده شد. آزمایش های تجربی نشان داد که نوع هندسه، به دلیل اعمال شرایط متفاوت تنش و کرنش در ورق، بر روی حد ارتفاع شکل دهی موثر است. پیش بینی مدل عددی از حد ارتفاع شکل دهی به طور میانگین برای هندسه های مختلف با اختلاف %8 نسبت به آزمایش های تجربی انجام شده، همراه است که نشان دهنده ی اعتبار مدل عددی می باشد. به این ترتیب، با استفاده از مدل عددی اثر تغییرات کرنش پلاستیک معادل و تنش سه محوری به عنوان متغیرهای کلیدی بر توزیع کرنش های صفحه ای و آسیب در این فرایند تحلیل شد. همچنین نحوه بارگذاری سیکلی و غیرخطی در این فرایند با ترسیم مسیر کرنش برای هندسه های مختلف نشان داده شد.

    کلید واژگان: ورق دولایه, شکل دهی تدریجی, معیار آسیب, مدل عددی, مسیر کرنش}
    Ali Zahedi Dizajyekan *, MohammadJavad Mirnia, Bijan Mollaei Dariani

    Incremental forming of metal sheets is one of the new methods of forming, in which the local exertion of forming forces and the absence of a matrix enhances the forming limit of the sheet and extends the flexibility of process in producing of complex geometries. In this research, the forming limit of aluminum/copper bilayer sheets in the single-point incremental forming of different geometries was studied. Considering the instability mechanism of the sheet, the Xue-Wierzbicki damage criterion was used in the form of the VUMAT subroutine of Abaqus in the numerical prediction of the growth and damage initiation of bilayer sheets. Experimental tests showed that the type of geometry has influences on the forming height limit due to the different induced stress and strain states on the sheet. The prediction of the numerical model of the forming height limit on average for different geometries with difference of 8% compared to the experimental tests, which indicates the validity of the numerical model. Accordingly, using the numerical model, the effect of changes in equivalent plastic strain and triaxial stress as crucial variables on the distribution of surface strains and damage was analyzed. Also, cyclic and nonlinear loading in this process was shown by plotting the strain path for different geometries.

    Keywords: Bilayer Sheet, Incremental Forming, Damage Criterion, Numerical Model, Strain Path}
  • امیرمسعود علیمردان، محمود نوروزی*، مجتبی قطعی، محمدباقر نظری، محمدحسین ایزدی فرد، امیرحسین یعقوبی

    امروزه، با توجه به حرکت صنایع در مسیر هوشمندسازی، استفاده از مواد هوشمند در صنعت به طور پیوسته در حال گسترش است. الاستومرهای مگنتوریولوژیکال، از جمله مواد هوشمندی هستند که به دلیل داشتن دو ویژگی مهم یعنی سفتی و میرایی قابل تنظیم، دارای کاربردهای فراوانی در صنعت شده-اند. با توجه به این مهم، شناخت رفتار و عملکرد این مواد در سیستم های مختلف یک امر ضروری می باشد. در این پژوهش، با ساخت الاستومرهای مگنتوریولوژیکال و انجام آزمایش کشش-فشار تحت مقادیر مختلفی از فرکانس، کرنش، چگالی شار مغناطیسی و پیش کرنش بر روی آنها، به بررسی رفتار این مواد و تحلیل اثر پیش کرنش بر مدول دینامیکی و رفتار تنش-کرنش آنها و مدلسازی این رفتار پرداخته می شود. ارزیابی اثر پیش کرنش بر مدول دینامیکی و رفتار تنش-کرنش، بررسی اثر پارامترهای دیگری چون فرکانس، کرنش و چگالی شار مغناطیسی بر پاسخ دینامیکی این مواد، و ارایه یک مدل جدید با لحاظ کردن اثر پیش کرنش برای پیش بینی رفتار آنها در شرایط بارگذاری مختلف، از نوآوری های مهم این پژوهش به شمار می آیند. نتایج حاصل از این پژوهش نشان می دهند که اعمال پیش کرنش، باعث افزایش مدول دینامیکی در کلیه حالت های بارگذاری می شود. علاوه بر آن، مقدار اثر مگنتوریولوژیکال نسبی با اعمال پیش کرنش کمتر شده و بیشترین اثر مگنتوریولوژیکال نسبی به میزان 32/288% در کرنش 4%، فرکانس 7 هرتز و بدون اعمال پیش کرنش ایجاد می شود.

    کلید واژگان: الاستومر مگنتورئولوژیکال, پیش کرنش استاتیکی, مدول دینامیکی, تنش-کرنش, الگوریتم ژنتیک}
    Amirmasoud Alimardan, Mahmood Norouzi *, Mojtaba Ghatee, Mohammadbagher Nazari, MohammadHossein Izadifard, Amirhossein Yaghoobi

    Nowadays, the utilization of smart materials is experiencing rapid growth across a wide range of industrial systems. Magnetorheological elastomers are a class of smart materials and possess two unique features, i.e. adjustable hardness and damping capabilities. These characteristics make them widely used in various industrial applications. Hence, understanding their behavior in different systems is necessary. The focus of this work is to study the dynamic behavior of magnetorheological elastomers under different static pre-strains in tension-compression mode. In this study, three isotropic samples were fabricated and the force-deflection features of them were acquired under harmonic excitation with various strain amplitudes, static pre-strains, frequencies, and magnetic flux densities. Assess the effect of static pre-strain on the dynamic response of the magnetorheological elastomers, studying the effects of other parameters like strains, frequencies, and magnetic flux densities on the dynamic modulus of magnetorheological elastomers, and proposing a novel phenomenological-based model to predict the viscoelastic behavior of magnetorheological elastomers are the innovative aspects of this study. The results showed that the dynamic modulus of magnetorheological elastomers will increase by superimposing the static pre-strain. Furthermore, the relative MR effect decreases when the static pre-strain is applied. The maximum relative MR effect of 288.3158% have been achieved at a strain of 4%, a frequency of 7 Hz, and a static pre-strain of 0%.

    Keywords: Magnetorheological elastomer, Static pre-strain, Dynamic modulus, Stress-strain, genetic algorithm}
  • فرشید خلوصی، علی علوی نیا*

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

    Keywords: Split Hopkinson pressure bar, Specimen dimension, friction, Strain rate}
  • امیر کاظمی نوائی، روح الله جماعتی*، حامد جمشیدی اول

    در تحقیق حاضر اثر مسیر کرنش توسط دو فرایند نورد نامتقارن مستقیم و نورد نامتقارن متقاطع و نیز پیری طبیعی روی ریزساختار و سختی آلیاژ آلومینیم AA7075 مورد بررسی قرار گرفت. ریزساختار توسط میکروسکوپ نوری و سختی توسط دستگاه سختی سنجی ماکرو ویکرز بررسی شد. نتایج نشان داد که نمونه ی عملیات محلولی شده (نمونه اولیه) دارای دانه های کشیده شده ناشی از نورد و میانگین عرض دانه ها در این نمونه برابر با 4/13 میکرومتر بوده است. با اعمال نورد نامتقارن مستقیم تا 60%، دانه ها کشیده تر شدند و میانگین عرض دانه ها به 6/2 میکرومتر رسید. با اعمال نورد نامتقارن متقاطع تا 40%، میانگین عرض دانه ها به 7/3 میکرومتر رسید. توزیع ذرات با اعمال نورد تغییر محسوسی نداشت. باندهای برشی نیز بعد از 40% و 60% نورد مستقیم، و نیز پس از 40% نورد متقاطع در ماده تشکیل شدند. در زمان پیری صفر، سختی نمونه ی 60% نورد مستقیم از نمونه ی 40% نورد متقاطع بیشتر بود. با افزایش زمان پیرسازی، سختی تمامی نمونه ها در اثر پیری طبیعی افزایش یافت. هر چه درصد کاهش ضخامت بیشتر شد (افزایش کرنش)، درصد افزایش سختی ناشی از پیری طبیعی کاهش پیدا کرد. افزایش سختی ناشی از پیری طبیعی در فرایند نورد متقاطع محسوس تر از فرایند نورد مستقیم بود. بعد از گذشت 7 روز پیری طبیعی، سختی ماده به حد اشباع خود رسید.

    کلید واژگان: آلیاژ آلومینیم AA7075, نورد نامتقارن, مسیر کرنش, پیری طبیعی, ریزساختار, سختی}
    Amir Kazemi-Navaee, Roohollah Jamaati*, Hamed Jamshidi Aval

    In the current research, the effect of strain path by two processes of conventional asymmetric rolling and asymmetric cross rolling, as well as natural aging on the microstructure and hardness of AA7075 aluminum alloy was investigated. The microstructure was examined by light microscopy and the hardness by macro-Vickers hardness tester. The results showed that the rolled sample (initial sample) had elongated grains due to rolling and the average width of the grains in this sample was 13.4 μm. By applying conventional asymmetric rolling up to 60%, the grains became more elongated and the average grain width reached 2.6 μm. By performing asymmetric cross rolling up to 40%, the average grain width reached 3.7 μm. The distribution of particles did not change significantly with rolling deformation. Shear bands were also formed in the sample after 40% and 60% conventional asymmetric rolling, as well as after 40% asymmetric cross rolling. At zero aging time, the hardness of the 60% conventionally rolled sample was higher than the 40% cross rolled sample. With increasing the aging time, the hardness of all samples increased due to natural aging. As the thickness reduction percentage increased (increasing the strain), the hardness increase percentage due to natural aging decreased. The increase in hardness due to natural aging was more noticeable in the cross-rolling process than in the conventional rolling process. After 7 days of natural aging, the hardness of the material reached its saturation limit.

    Keywords: AA7075 aluminum alloy, Asymmetric rolling, Strain path, Natural aging, Microstructure, Hardness}
  • محمد حسینی*، افشین حسینی، رضا بهاءالدینی
    در این پژوهش، به تحلیل ارتعاشات و پایداری میکرولوله های حامل سیال تحت تاثیر میدان های مغناطیسی، الکتریکی و حرارتی با استفاده از تئوری های کلاسیک، تنش کوپل اصلاح شده و گرادیان کرنش اصلاح شده پرداخته شده است. برای مدل سازی لوله از تئوری تیر اویلر-برنولی با شرایط مرزی مختلف اعم از یکسرگیردار-یکسرپین، دوسرگیردار و دوسرپین استفاده شده است. معادلات دیفرانسیل حاکم بر ارتعاشات میکرو لوله حامل سیال از روش توسعه یافته ی همیلتون استخراج شده و از روش توسعه یافته ی گالرکین جهت تبدیل معادلات با مشتقات جزئی به معادلات با مشتقات معمولی استفاده شده است. با تحلیل فرکانسی مسئله، به بررسی پارامترهای وابسته به اندازه، میدان های مغناطیسی، الکتریکی و حرارتی، شرایط مرزی مختلف بر روی مقادیر ویژه و سرعت بحرانی سیال پرداخته شده است. نتایج به دست آماده برای هر سه تئوری با یکدیگر مقایسه شده اند که نشان دادند، تئوری گرادیان کرنش اصلاح شده نسبت به تئوری تنش-کوپل اصلاح شده و تئوری کلاسیک، فرکانس های طبیعی و سرعت سیال بحرانی بیشتری پیش بینی می کند. تاثیرات میدان های مغناطیسی، الکتریکی و حرارتی به همراه شرایط مرزی مختلف بر روی مقادیر ویژه و سرعت سیال بحرانی مورد مطالعه قرار گرفته است. نتایج نشان دادند که پایداری مسئله با افزایش ضریب میدان مغناطیسی افزایش می یابد ولی با افزایش ضریب میدان های الکتریکی و حرارتی، کاهش می یابد.
    کلید واژگان: ارتعاشات, میکرولوله ی حامل سیال, ماده مگنتو-الکترو- الاستیک, گرادیان کرنش}
    Mohammad Hosseini *, Afshin Hosseini, Reza Bahaadini
    In this study, vibration and stability analysis of micro-pipes conveying fluid under magnetic, electric, and thermal fields using classical, modified coupled stress, and modified strain gradient theories are presented. The Euler-Bernoulli beam theory with clamped-pinned, clamped-clamped, and pinned-pinned boundary conditions is used for modeling the pipe. The differential equations governing the vibration of conveying fluid micro-pipe are derived through extended Hamilton’s method. Additionally, the extended Galerkin’s method is used to convert the governing partial differential equations into ordinary differential equations. The effects of size, boundary conditions, magnetic field, electric field, and thermal field on eigenvalues and critical velocity are investigated. The results indicated that the strain gradient theory predicts the highest natural frequencies and critical fluid velocities among the other two theories. The effects of magnetic, electric, and thermal fields along with different boundary conditions on eigenvalues and critical fluid velocity have been studied. It has also been concluded that the impact of these fields on the stability regions is different for different boundary conditions. Furthermore, the results showed that the stability of the micro-pipes increases with the increase of the magnetic field coefficient, but decreases with the increase of the coefficient of electric and thermal fields.
    Keywords: Vibration, Micro-Pipe Conveying Fluid, Magneto-Electro-Elastic Material, Modified Strain Gradient Theory}
  • مهدی کیهانپور، مجید قاسمی*

    با توجه به روند رو به اتمام منابع سوخت فسیلی و ضرورت استفاده از انرژی های تجدیدپذیر، می بایست مطالعات مناسب در راستای بررسی های فنی و عملکردی در خصوص این منابع صورت پذیرد. لذا در این پژوهش پیل سوختی پلیمری لوله ای شکل به عنوان یک منبع انرژی مناسب با هندسه سه بعدی به صورت عددی، شبیه سازی و بررسی شده است. برای بررسی جامع، معادلات پیوستگی، ممنتوم، انرژی، تنش- کرنش و برهم کنش سیال- جامد-گرما در حالت پایا، به وسیله یک کد عددی المان محدود تعریف، با یکدیگر کوپل و سپس حل شده اند. با فرض تغییر ولتاژ پیل از 0/95 تا 0/4 ولت، عبور جریان تراکم پذیر سوخت و هوا در داخل کانال ها و محیط های متخلخل الکترود و کاتالیست و همچنین حدود 5 درجه افزایش دمای میانگین پیل، باعث تقریبا 35 نانو متر جابجایی در بخش های مختلف می شود. این جابجایی های ناشی از برهم کنش سیال- جامد- گرما موجب ایجاد تنش های گرمایی و مکانیکی می شوند. تنش بیشینه در حدود 3500 کیلو نیوتن بر مترمربع در الکترولیت با توجه به محدودیت جابجایی آن (میانگین جابجایی 12/8 نانو متر) ایجاد می شود. سپس، رابطه تغییرات ولتاژ با چگالی جریان، تنش، سرعت جریان سوخت، جابجایی و دمای پیل سوختی نشان داده شد. همچنین نتایج نشان داد که فرض بر هم کنش سیال- جامد- گرما توان پیل سوختی را تا حدود 3 درصد کاهش می دهند. در پایان اثر پارامترهای مختلف از جمله شعاع کانال سوخت و هوا و رسانایی الکترونی و یونی بررسی شد. به عنوان مثال، در ولتاژ 0/4 ولت، کاهش 20 درصدی شعاع کانال سوخت و هوا و همچنین افزایش 100 درصدی رسانایی الکترونی و یونی به ترتیب باعث افزایش حدود 2/17، 0/05، 3/69 و 40 درصد چگالی جریان الکتریکی می شود

    کلید واژگان: پیل سوختی پلیمری لوله ای شکل, هندسه سه بعدی, انرژی, تنش- کرنش, برهم کنش سیال- جامد- گرما}
    M. Keyhanpour, M. Ghasemi*

    According to the declining trend of fossil fuel resources and the need to use renewable energies, appropriate research should be conducted for technical and functional studies in this regard. Therefore, in this research, a tubular PEM fuel  cell as a suitable energy source with three-dimensional geometry has been numerically simulated and investigated. For a comprehensive study, the equations of continuity, momentum, energy, stress-strain, and fluid-solid-heat interaction at steady state are defined, coupled together, and then solved by a finite element numerical code. Assuming the cell voltage changes from 0.95 to 0.4 volts, the passage of compressible fuel and air through the channels and porous media of the electrode and catalyst, and also about 6 degrees increase in the average cell temperature, causes approximately 35 nm displacement in different parts. These displacements, due to fluid-solid-heat interactions, cause thermal and mechanical stresses. The maximum stress is about 3500 kN/m2  in the electrolyte due to its displacement limit (average displacement 12.8 nm). Then the relation of voltage variation with current density, stress, fuel flow rate, displacement and fuel cell temperature was shown. Also the results showed that the assumption of fluid-solid-heat interaction reduces the fuel cell power density by about 3%. Finally, the effect of different parameters such as fuel and air channel radius, electronic and ionic conductivity were investigated. For example, at a voltage of 0.4 volt, 20 percent reduction in the radius of air or fuel channels, or 100 percent increase in the electron or ionic conductivity, increases the electrical current density by about 2.17, 0.05, 3.69, and 40 percent, respectively.

    Keywords: Tubular PEM fuel cell, Three dimensional geometry, Energy, Stress- strain, Fluid- solid- heat interaction}
  • امین هادی، سید محمد حسینی*
    در این مقاله اثرات اندازه به وسیله نظریه گرادیان کرنش بر غشا سلولی کروی تحت فشار هیدرواستاتیک و میدان گرما بررسی می شود. دو پارامتر مهم و موثر بر کنام سلولی، نیروهای مکانیکی و میدان های گرما هستند. میدان های گرما و مکانیکی وارد بر سلول در صنایع غذایی برای غیرفعال کردن میکروارگانیسم ها استفاده می شوند. معادلات حاکم با استفاده از اصل کمینه انرژی پتانسیل به دست می آیند و در نهایت معادلات حاکم به روش عددی حل می شوند. تاثیر پارامترهای اندازه، میدان گرما و فشار هیدرواستاتیک مورد بررسی قرار می گیرند. نتایج به دست آمده نشان می دهند که اثرات اندازه، قابل صرف نظر کردن نیستند و خواص سخت ترشوندگی نسبت به نظریه کلاسیک پیش بینی می شود. در ضمن میدان گرما و فشار هیدرواستاتیک باعث افزایش جابجایی ها می شود. نتایج این تحقیق می تواند برای صنایع غذایی و مهندسی بافت استفاده گردد.
    کلید واژگان: مدل سازی سلول کروی, غشا سلولی, گرادیان کرنش, فشار هیدرواستاتیک, میدان گرما}
    Amin Hadi, Mohammad Hosseini *
    In this paper, the effects of size on spherical cell membrane under hydrostatic pressure and heat field are investigated using strain gradient theory. Two most important parameters related to the cellular niche are mechanical forces and thermal fields. Thermal and mechanical fields affecting the cell are used in the food industry to inactivate microorganisms. The governing equations are obtained using the minimum potential energy principle and finally the governing equations are solved numerically. The effect of size parameters, heat field and hydrostatic pressure were investigated. The results indicate that the effects of small-sale cannot be ignored and predict the hardening properties compared to classical theory. In addition, increasing the heat field and hydrostatic pressure increases the displacement. The results of this research can be used for food industry and tissue engineering.In addition, increasing the heat field and hydrostatic pressure increases the displacement. The results of this research can be used for food industry and tissue engineering.
    Keywords: Spherical cell, Modeling, Cell membrane, strain gradient, Hydrostatic pressure, Thermal field}
  • حمیدرضا زارعی، رضا سرخوش*، امین فرخ آبادی، حمید مرشدی
    با توجه به غیرممکن بودن انجام آزمایش های مخرب، بر روی ناوگان هواپیمایی نیاز به روش های جدید و غیرمخرب به شدت احساس می شود. در پژوهش حاضر با استفاده از روش غیرمخرب نفوذ اتوماتیک گوی (ناگ) برخی از خواص مکانیکی فولاد 4340 آنیل شده و آلومینیوم 7075 خام و تهیه شده از هواپیمای فرسوده تعیین شده است. به منظور انجام محاسبات مربوط به روش ناگ کدنویسی روابط صریح در نرم افزار فرترن انجام و اعتبار سنجی شده است. در ادامه نمونه های آزمون کشش تک محوری از فولاد 4340 آنیل شده و آلومینیوم 7075 خام و تهیه شده از هواپیمای فرسوده آماده شده و منحنی تنش کرنش آن استخراج شده است. همچنین آزمون نفوذ اتوماتیگ گوی بر روی نمونه های فولادی 4340 آنیل شده و آلومینیوم 7075 خام و تهیه شده از هواپیمای فرسوده انجام گردید و نتایج حاصل از دو روش با هم مقایسه شد. نتایج مقایسه بین آزمایش کشش و ناگ نشان داد که خطای محاسبه تنش تسلیم و استحکام نهایی، به ترتیب کم تر از 9 و 14٪ بود. با افزایش نیرو، این مقدار در برخی نقاط به کم تر از 0/7 ٪ رسید.
    کلید واژگان: نفوذ اتوماتیک گوی, ناگ, غیر مخرب, تنش-کرنش}
    Hamidreza Zarei, Reza Sarkhosh *, Amin Farrokhabadi, Hamid Morshedi
    Due to the impossibility of performing destructive tests, the need for new and Non-Destructive Tests (NDT) in this area is strongly felt. In the present study, using the non-destructive method of Automated Ball Indentation (ABI) test method, some mechanical properties of 4340 annealed steel and 7075 raw aluminum and prepared from aged aircraft are determined. To perform calculations related to ABI method, the explicit relations routine was coded in FORTRAN and verified. Then samples of uniaxial tensile test of 4340 annealed steel and 7075 raw aluminum and prepared from aged aircraft are prepared and their stress-strain curves are obtained. Also, ABI tests are performed on 4340 annealed steel samples and 7075 raw aluminum and prepared from aged aircraft and the results of the two methods were compared. The comparison of results showed that the calculated error of yield strength and ultimate strength was less than 9 and 14%, respectively. With increasing force, this value in some areas reached less than 0.7%.
    Keywords: Automated Ball Indentation, ABI, NDT, Stress- Strain}
  • حسین طالبی قادیکلایی، محمدمهدی برزگری*

    در این پژوهش، تغییر شکل مومسان صفحات دوقطبی فلزی با الگوی شیار مارپیچ در فرایند مهرزنی مورد بررسی قرار گرفت. مسیر کرنش و توزیع ضخامت در صفحات دوقطبی فلزی از جنس فولاد زنگ نرن 304 با ضخامت 1/0 میلی متر تعیین شدند. بدین منظور، شبیه سازی فرایند توسط نرم افزار اجزای محدود انجام شد. صحت نتایج به کمک مقایسه منحنی توزیع ضخامت و نیرو-جابجایی تجربی و شبیه سازی مورد بررسی قرار گرفت که به ترتیب بیانگر 76/4 و 85/3 درصد خطا می باشند. با توجه نتایج بدست آمده، جریان ورق تاثیر متفاوتی بر توزیع ضخامت در کانال های داخلی و بیرونی خواهد داشت و درصد نازک شدگی کانال های میانی در راستاهای طولی، قطری و عرضی، بیشتر از کانال های کناری می باشد. بیشترین درصد نازک شدگی (ناحیه بحرانی) در کانال های میانی واقع بر راستای طولی (33 درصد در دیواره کانال) ایجاد می شود در حالی که راستای قطری، راستای بحرانی برای کانال های کناری می باشد. به دلیل ایجاد مسیر کرنش کشش دومحوره در راستای قطری، برخلاف سایر راستاها کاهش ضخامت قابل توجهی هم در دیواره کانال و هم در کف کانال صفحات دوقطبی فلزی مشاهده می شود.

    کلید واژگان: پیل سوختی, صفحات دوقطبی فلزی, شکل دهی فلزات, توزیع ضخامت, مسیر کرنش}
    Hossein Talebi Ghadikolaee, Mohammadmahdi Barzegari *

    In this study, plastic deformation of the metallic bipolar plate with serpentine flow field was investigated during stamping process. Strain path and thickness distribution in 304 stainless steel bipolar plate with the thickness of 0.1 mm were determined. To this aim, the process was simulated by the commercial finite element code. The validity of the result was evaluated by comparing the experimental and numerical thickness distribution and force-displacement curve which represent 4.76 and 3.85% prediction error, respectively. According to the results, flow of the material has significant effect on the thickness distribution of the central and lateral channels, and the thickness reduction percentage of the central channel in longitudinal, diagonal and transverse direction is much more than that of lateral one. Maximum thickness reduction (critical area) in central channels is placed in longitudinal direction (33% at channel side) while the diagonal direction is considered as critical direction for lateral channels. Due to the existence of the equibiaxial tension strain path in diagonal direction, significant thickness reduction is observed in both the side and the rib zone of the channels.

    Keywords: Fuel Cell, Metallic Bipolar Plate, Metal Forming, Thickness Distribution, Strain Path}
  • فرید حسینی منسوب، علی باستی*، ابوالفضل درویزه، اصغر زاجکانی

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

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

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

    Keywords: Ductile Damage, Stress State, Strain Rate, Forming Limit Diagrams, Vertex Theory}
  • مجید شیخ پور، سید جمال حسینی پور*، محمدجواد میرنیا

    هدف از این مقاله تعیین تحلیلی مولفه های کرنش در فرآیند اکستروژن مستقیم برای پیش بینی خمیدگی محصول خروجی می باشد. برای این منظور از نظریه نگاشت همدیس ریمان جهت مدل سازی ناحیه تغییر شکل و ایجاد تناظری یک به یک بین نقاط مقطع ورودی و خروجی قالب استفاده می شود. به کمک منحنی بزیر، خطوط جریان بین این نقاط ایجاد شده و سپس یک حل حدبالا برای میدان سرعت به دست می آید. با استفاده از روابط به دست آمده، فشار فرآیند و توزیع مولفه های کرنش برای مقاطع متقارن مربعی، شش ضلعی منتظم و مستطیلی تعیین می گردد. همچنین یک روش نظری مبتنی بر خمش الاستیک-پلاستیک تیرها جهت محاسبه خمیدگی محصول خروجی برای قالب های خارج از مرکز ارایه می شود. در این روش نظری با استفاده از مولفه های کرنش تعیین شده، توزیع مولفه های تنش و گشتاور خمشی محاسبه می شود. در واقع مقدار گشتاور خمشی بیانگر میزان خمیدگی محصول خروجی است. مدل نظری ارایه شده از طریق مقایسه با نتایج شبیه سازی اجزای محدود و پژوهش های پیشین صحت سنجی می گردد. نتایج حاصل نشان می دهد که با بکارگیری نگاشت همدیس ریمان و روش حد بالا علاوه بر تخمین فشار فرآیند، می توان برای تعیین توزیع مولفه های کرنش و پیش بینی خمیدگی محصول خروجی استفاده نمود.

    کلید واژگان: اکستروژن, حدبالا, نگاشت ریمان, توزیع کرنش, فشار فرایند, خمیدگی محصول}
    Majid Sheikhpour, Seyed Jamal Hosseinipour*, M.J. Mirnia

    The aim of this paper is to analyze the strain components in the direct extrusion process to predict the curvature of the exit product. For this purpose, Riemann mapping theory is used to model the deformation zone and create a one-to-one correspondence between the input and output cross sections of the die. With the help of the Bezier curves, flow lines are created between these points and then an upper bound solution is obtained for the velocity field. The process pressure and the distribution of the strain components are determined for the square, hexagonal, and rectangular sections using the obtained velocity field. A theoretical method based on the elastic-plastic bending of beams is presented for calculating the curvature of the exit product for the eccentric dies. In this theoretical method, the distribution of stress components and the bending moments is calculated using the specified strain components. In fact, the amount of bending moments indicates the curvature of the exit product. Finally, the presented theoretical model is validated through comparison with the results of the finite element simulation and the previous studies. The results show that Riemann conformal mapping theory and upper bound method can be used to determine the distribution of strain components and predict the curvature of the output product, in addition to estimate the process pressure.

    Keywords: Extrusion, Upper bound, Riemann mapping, Strain distribution, Process pressure, Product curvature}
  • علیرضا شماعی کاشانی*

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

    Keywords: Severe plastic deformation, mechanic properties, Strain Rate, yield stress}
  • سیده مریم میرفلاح نصیری، علی باستی*، رامین هاشمی، ابوالفضل درویزه

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

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

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

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

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

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

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

    Keywords: Epoxy, Graphene Oxide, Strain Rate, Strength, Johnson-Cook Model}
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