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 « Shape memory alloy » در نشریات گروه « مواد و متالورژی »

تکرار جستجوی کلیدواژه «Shape memory alloy» در نشریات گروه «فنی و مهندسی»
  • D. Sreeman, B. Kumar Roy *
    Structures close to causative earthquake faults may exhibit substantially different seismic responses than those recorded away from the excitation source. In the near-fault zone, long duration intense velocity pulses can induce unexpected seismic demands on isolated buildings. This study investigates the performance of a five-storey building frame isolated with a shape memory alloy based friction pendulum system (SMA-FPS) under near-fault excitations. The effectiveness of SMA-FPS is quantified by comparing the same isolated structure subjected to a friction pendulum system (FPS). Parametric studies, optimal analysis and numerical simulations are carried out on the structural parameters of the isolation systems. For this, the particle swarm optimization (PSO) method is used to acquire optimal characteristic strengths of SMA-FPS. The transformation strength of SMA and frictional coefficient are selected as two design variables to minimize the top storey acceleration, which is used as the objective function to optimize the seismic reduction efficiency of SMA-FPS system. The optimal seismic response of the structure isolated by SMA-FPS achieves superior performance over FPS under near-fault excitations. Moreover, the study reveals that the optimal SMA-FPS system significantly reduces the bearing displacement as compared to the FPS system. Finally, the computational results are validated with numerical simulation performed in SAP2000 which provides the consistent result.
    Keywords: Near-fault earthquake, Friction Pendulum System, Base isolation, Shape memory alloy}
  • محسن طاهری بروجنی، محمدجواد اشرفی*

    مواد خودترمیم به عنوان یکی از انواع مواد هوشمند در ترمیم و تعمیر وسایل و پیشگیری از خرابی و از کار افتادگی ابزارها، قابلیت استفاده دارند. روش های متعددی برای افزایش بازده و تکرار پذیر کردن فرایند خودترمیمی وجود دارد که یکی از آن روش ها، ترکیب میکروکپسول های خودترمیم با آلیاژهای حافظه دار است. هرچند تعدادی پژوهش آزمایشگاهی در این زمینه انجام شده اما به این روش آن چنان که باید توجه نشده است. در این پژوهش تلاش شده است تا با استفاده از روش شبیه سازی اجزای محدود، نحوه عملکرد این ترکیب ارزیابی شود. به این منظور از میکروکپسولی شیشه ای در زمینه بتن و آلیاژ حافظه دار از جنس نیکل-تیتانیوم استفاده شده است. پس از بررسی نتایج تاثیر سیم های آلیاژ حافظه دار بر افزایش حداکثر تنش شکست، کاملا مشهود بود. با افزودن دو سیم حافظه دار تنش شکست از 1.93 مگاپاسکال به 2.08 مگاپاسکال رسیده است. همچنین اثر مهم تر، بستن دهانه ی ترک می باشد به نحوی که با استفاده از دو سیم حافظه دار، بازشدگی دهانه ی ترک از 5 میکرومتر به 0.008 میکرومتر رسیده است. سپس تاثیر شعاع سیم های آلیاژ حافظه دار و نسبت ضخامت و نسبت حجمی میکروکپسول بر تنش نهایی شکست و عملکرد خودترمیمی بررسی گردیده است. در انتها تاثیر استحکام لایه میانی بر شکست میکروکپسول و تنش نهایی شکست ارزیابی شده است.

    کلید واژگان: آلیاژ حافظه دار, ترک, میکروکپسول, خودترمیمی}
    Mohsen Taheri Boroujeni, Mohammad Javad Ashrafi *

    Self-healing materials can be used as one of the types of smart materials in recovering and repairing equipment and preventing breakdown and fracture of tools. There are several ways to increase the efficiency and repeatability of the self-healing process, one of which is to combine self-healing microcapsules with shape memory alloys. Although several laboratory studies have been performed in this field, this method has not been given the attention it deserves. In this study, an attempt has been made to evaluate the performance of this compound using the finite element simulation method. For this purpose, used glass microcapsule and Ni-Ti SMA within the concrete matrix. After examining the results, the effect of shape memory alloy wires on increasing the maximum fracture stress was quite obvious. By adding two shape memory wires, the fracture tension has increased from 1.93 MPa to 2.08 MPa. Also, the most important effect is to close the crack opening distance in such a way that using two shape memory wires, the distance of the crack opening has decreased from 5 μm to 0.008 μm. Then, the effect of radius of memory alloy wires and thickness ratio and volume fraction of microcapsules on ultimate fracture stress and self-healing performance was investigated. Finally, the effect of interface strength on microcapsule fracture and ultimate fracture stress is evaluated.

    Keywords: Shape memory alloy, crack, Microcapsule, Self-healing}
  • کاوه بستام، افشین زین الدینی*
    هدف اصلی این مقاله، تعیین خواص کششی کامپوزیت های انعطاف پذیر طبیعی است. برای ساخت این کامپوزیت ها، الیاف طبیعی پنبه و لاتکس بترتیب بعنوان تقویت کننده و زمینه استفاده شدند. در گام اول، نمونه های لاتکس خالص ساخته شدند و تحت بار کششی آزمایش شدند. در مرحله بعد با استفاده از الیاف پنبه، لاتکس تقویت گردید و نمونه های ساخته شده تحت بار کششی قرار گرفتند. همچنین، از آلیاژ حافظه دار نیتینول برای بهبود خواص کششی لاتکس خالص و کامپوزیت های لایه ای پنبه/لاتکس استفاده گردید. لذا، یک، دو یا سه سیم نیتینول در نمونه لاتکس خالص و کامپوزیت های پنبه/لاتکس بکار برده شدند. نتایج مطالعات تجربی نشان دادند که در حضور الیاف طبیعی پنبه، استحکام لاتکس از 0.93 به 13.51 مگاپاسکال افزایش پیدا کرد. بعلاوه، مشاهده شد که به ازای افزودن یک، دو و سه سیم نیتینول، استحکام کششی نهایی نمونه های لاتکس خالص بطور تقریبی بترتیب 70، 500 و 800 درصد افزایش می یابد. در حالیکه استحکام کششی نهایی کامپوزیت های لایه ای به ازای افزودن یک، دو و سه سیم نینینول بطور تقریبی بترتیب 2، 20 و 40 درصد افزایش می یابد. همچنین، مقایسه نتایج این تحقیق با مطالعات سایر محققین نشان می دهد که با کامپوزیت های پنبه/اپوکسی تقویت شده با سیم نیتینول، استحکام کششی این ماده انعطاف پذیر از چرم های طبیعی و مصنوعی بطور قابل توجهی بزرگتر است.
    کلید واژگان: کامپوزیت, لاتکس, الیاف پنبه, آلیاژ حافظه دار, خواص کششی}
    Kaveh Bastam, Afshin Zeinedini *
    The main of this paper is to determine the tensile properties of natural flexible composites. In order to fabricate the composites, the cotton fibers and the latex were used as the reinforcement and matrix, respectively. At the first step, the latex samples were manufactured and tested under tensile loading. In the next step, using the cotton fiber the latex was reinforced and then tested under tensile loading. In addition, the NiTi shape memory alloy (SMA) wire was used to improve the tensile properties of the pure latex and the cotton/latex laminated composites. Therefore, one, two or three NiTi wires were used in the pure latex and cotton/epoxy composites samples. The results of experimental study displayed that in the presence of cotton fiber, the ultimate tensile strength of pure latex was increased from 0.93 to 13.51 MPa. Moreover, it was observed that due to adding one, two or three NiTi wires, the ultimate strength of the pure latex was enhanced almost 70, 500 and 800%, respectively. However, the ultimate tensile strength of the cotton/epoxy laminated composites in the presence of one, two and three NiTi wires was increased almost 2, 20 and 40%, respectively. In addition, comparison of the current research results with the other researchers’ investigations manifests that the cotton/epoxy composites reinforced by NiTi wire, the tensile strength of this flexible material is greater than the tensile strength of natural and artificial leathers.
    Keywords: composites, LATEX, Cotton fiber, Shape memory alloy, tensile properties}
  • رهام ماهر، سید محمدرضا خلیلی*، رضا اسلامی فارسانی

    در این مطالعه، رفتار ساندویچ پنل هسته ذوزنقه ای آلومینیومی با پوسته های کامپوزیتی شیشه/اپوکسی تقویت شده با آلیاژ حافظه دار تحت بار ضربه ای سرعت بالا، بصورت تجربی و عددی مورد بررسی قرار گرفته است. نمونه های کامپوزیتی جهت انجام آزمایش های کشش، فار و برش ساخته شدند و خواص مورد نیاز از آزمایش ها به دست آمد. سپس سازه های ساندویچی با هسته موجدار آلومینیومی و پوسته های 4 لایه کامپوزیت شیشه ای/اپوکسی با استفاده از روش لایه چینی دستی ساخته شد. به منظور تقویت پوسته های کامپوزیتی، از سیم آلیاژ حافظه دار در سه حالت، سه سیم بدون پیش کرنش، سه سیم با 3% پیش کرنش و سه سیم با 6% پیش کرنش استفاده شده است. نمونه ها تحت آزمایش ضربه سرعت بالا به وسیله تفنگ گازی قرار گرفتند. برای اعتبارسنجی و مقایسه نتایج، مدل های عددی نمونه ها در نرم افزار LS-Dyna با در نظر گرفتن شرایط آزمایش تجربی تهیه شد. نتایج شامل سرعت محدود بالستیک و انرژی جذب شده توسط سازه با راه حل های تجربی مقایسه و اعتبارسنجی شد. هدف از انجام این مطالعه، بررسی اثر افزودن سیم آلیاژ حافظه دار به جهت تقویت پوسته ها و تاثیر پیش کرنش بر رفتار بالستیکی سازه ساندویچی بوده است. نتایج بدست آمده نشان می دهد که وجود سیم آلیاژ حافظه دار و اعمال پیش کرنش باعث افزایش میزان جذب انرژی می شود. میزان جذب انرژی در مقایسه با نمونه بدون سیم، در نمونه 3 سیم بدون پیش کرنش تقریبا 10%، در نمونه 3 سیم با 3 درصد پیش کرنش تقریبا 22% و در نمونه 3 سیم با 6 درصد پیش کرنش تقریبا 30% افزایش یافته است.

    کلید واژگان: ضربه سرعت بالا, ساندویچ پنل, هسته موجدار, پوسته کامپوزیتی هوشمند, آلیاژ حافظه دار}
    Roham Maher, Seyed MohammadReza Khalili Khalili *, Reza Eslami Farsani

    In this research, the impact behavior of trapezoidal corrugated core sandwich panel reinforced with SMA wires, has been investigated experimentally and numerically. Composite specimens were made to perform tensile, compression and shear tests, and the requisite properties were acquired from the tests. Then, sandwich structures with aluminum corrugated core and 4-layer glass/epoxy composites face-sheets were made using the hand-layup technique. In order to reinforce the composite face-sheets, SMA wires were used in two models: 3 SMA wires without pre strain, 3 SMA wires with 3% pre-strain and 3 SMA wires with 6% pre-strain. The test was performed using a gas gun. To validate and compare the results, the numerical models of the specimens were prepared in LS-Dyna, considering the experimental testing conditions. The results, including ballistic limited velocity and the absorbed energy of the structure were compared and validated by the experimental solutions. The aim of this study was to investigate the effect of adding shape memory alloy wire to reinforce the face-sheets and the effect of pre strain on the ballistic behavior of the sandwich structure. The results shows that presence of the SMA wires and applying pre-strain, leads to increasing energy absorption. Comparing to the wireless sample, the absorbed energy increased about 10%, 22% and 30% in the 3-wires sample without pre-strain, 3-wires sample with 3% pre-strain and 3-wires sample with 6% pre-strain, respectively.

    Keywords: High velocity impact, sandwich panel, Corrugated core, Smart composite Face-sheet, Shape memory alloy}
  • همام نفاخ موسوی*، علی رسولی

    در این پژوهش اتصال هم جنس سیم های آلیاژ حافظه دار NiTi مورد بررسی قرار گرفت. بدین منظور از سیم های آلیاژ حافظه دار NiTi با سطح مقطع دایره ای شکل و با ساختار مارتنزیتی در دمای محیط استفاده گردید. با استفاده از جوشکاری لیزر Nd:YAG ضربانی و بهینه سازی پارامترهای آن، یک اتصال سالم از نظر ظاهری و متالورژیکی به دست آمد و سپس اثر مدت زمان های مختلف اعمال پالس لیزر، بر خواص اتصال هم جنس این آلیاژ بررسی شد. ریزساختار حاصل، با استفاده از میکروسکوپ نوری و میکروسکوپ الکترونی روبشی مجهز به آنالیز شیمیایی(EDS) مورد بررسی قرار گرفتند. همچنین نمونه های با زمان های مختلف اعمال پالس لیزر، تحت آزمون های مکانیکی کشش و میکروسختی سنجی ارزیابی شدند. با بررسی نتایج آزمون ها مشخص شد که گرمای ورودی بالاتر، سبب بزرگ تر شدن دانه ها، انحلال رسوبات، کاهش سختی و استحکام شکست در منطقه اتصال می گردد.

    کلید واژگان: جوشکاری لیزر Nd:YAG ضربانی, آلیاژ حافظه دار, نیکل تیتانیم, ریزساختار}
    Homam Naffakh-Moosavy*, Ali Rasouli

    In this research similar joining of NiTi shape memory alloy was studied. For this purpose, NiTi alloy in the form of wires with circular cross section possessing martensitic phase structure at room temperature was used. By utilizing Nd:YAG pulsed laser welding method followed by optimizing its technical parameters, a defectless joint in terms of appearance and metallurgical properties was obtained. In the next step, the effect of various pulsed laser duration time on properties of the obtained similar joint of NiTi was investigated. Moreover, the resultant microstructures were studied using optical microscope (OP) and Scanning Electron Microscope (SEM) equipped with chemical analysis of EDS. Furthermore, the samples prepared under different pulsed laser duration time conditions were characterized by using tensile and micro-hardness tests. Investigating the results of the performed evaluations revealed that higher levels of heat input has resulted in grain growth, dissolution of precipitations as well as reduction in hardness and ultimate tensile strength of the samples in the joint zone.

    Keywords: Pulsed Nd:YAG laser welding, Shape memory alloy, NiTi, Microstructure}
  • M. Abedi, M. Jalali *, J. Shafaei
    The performance of simultaneous application of steel cantilever damper and Shape Memory Alloy (SMA) rods in the reinforced concrete (RC) shear wall was investigated. In this regard, the critical numerical validation of three full-scale experimental models were distinctly performed and the results were analyzed. Various aspects of numerical modelling, including material modelling assumptions, behavioural models, elements, and solution methods were compared with experimental results. Specimens considering SMA rods as well as steel cantilever damper were numerically investigated. The results illustrated that with increasing the SMA rod angle, the maximum force was decreased, and the residual displacement and dissipated energy was improved. Also, comparing the specimen results without the SMA rods and the specimen with the SMA rods showed that despite the positive effect of the SMA rods, which leads to an increase in maximum force and reduction of residual displacement, the dissipated energy was decreased
    Keywords: Residual Displacement, Shape memory alloy, concrete shear wall, Hybrid Damper, Numerical modelling, Super-elastic Behaviour}
  • M. Paryab *
    The effect of aging process on hardness as well as the superelastic behavior of NiTi shape memory alloy with 58.5 wt. % Ni has been investigated in this paper. The aging process has been performed at different temperatures ranging from 400 oC to 800oC and for various exposure times from 30 min to 8 hours. The results showed an increase in hardness in the temperature range from 400 oC to 500 oC and then a decrease occurs. At constant temperature with prolonged aging time a gradual increase of hardness occurs.  SEM observations showed that there is some precipitation in specimens aged from 600 oC to 800 oC. The decrease of hardness can be due to an increase in precipitate size. The superelastisity investigation at 25 and 60 oC showed that the maximum superelastisit results are related to specimens aged at 400 oC. The superelastisity properties of NiTi were discussed in terms of hardness and microstructure.
    Keywords: Shape Memory Alloy, Nitinol, heat treatment, Superelasticity, Structural Properties}
  • زینب جراحی، شهرام رایگان*، مهدی پورعبدلی
    در این پژوهش، ساخت آلیاژ حافظه دار Cu-12wt%Al-4wt%Ni حاوی بور به روش آلیاژسازی مکانیکی، پرس و نورد مورد بررسی قرار گرفت. برای تهیه نمونه بالک از پودرهای آلیاژسازی مکانیکی شده به مدت 20 و 40 ساعت، از روش های پرس سرد، تف جوشی، نورد، عملیات حرارتی و کوئنچ استفاده شد. ساختار فازی، میکروساختار، میکروسختی و دمای استحاله نمونه های حاصل مورد مطالعه قرار گرفت. مشخص شد که با افزایش زمان آسیاکاری از 20 به 40 ساعت دماهای شروع استحاله مارتنزیتی از 254 به 264 درجه سانتی گراد افزایش پیدا می کند. همچنین، نتایج نشان داد که افزودن عنصر بور به مقدار 5/0 درصد وزنی باعث افت دمای استحاله به 211 درجه سانتی گراد و افزایش میکروسختی از مقدار 154 به 193 ویکرز می شود که علت آن به ریزدانه شدن در اثر ظهور رسوبات غنی از بور نسبت داده شد. به دلیل ناهمگنی نسبی در غلظت آلومینیوم در زمینه و تشکیل مارتنزیت با ساختار متفاوت، استحاله دو مرحله ای بروز کرد که در نمودار آزمون گرماسنجی تفاضلی روبشی DSCبه صورت دو پیک مجزا ظاهر شد.
    کلید واژگان: آلیاژ حافظه دار, Cu-12Al-4Ni, دمای استحاله, بور, آزمون گرماسنجی تفاضلی روبشی}
    Z. Jarrahi, Sh. Raygan *, M. Pourabdoli
    In this study, boron containing Cu-12wt%Al-4wt%Ni shape memory alloy was prepared by mechanical alloying, pressing and rolling. In this regard, 20 and 40 hour-milled powder was compacted and changed to the bulk alloy by cold pressing, sintering, rolling, heat treatment and quenching. Phase structure, micro-structure, micro-hardness, and transformation temperatures of the prepared samples were studied. It was found that increasing the milling time from 20 to 40 hours led to the rise of the starting temperature of martensite transformation (Ms) from 254 to 264°C. Also, the results showed that adding 0.5 wt.% B decreased the Ms temperature to 211°C and enhanced the micro-hardness from 154 (for the sample without B) to 193 vickers. These alternations were attributed to the fine structure caused by Boron rich precipitations. Moreover, two martenistic transformations with different structures were formed due to the non-homogeneity of the Al concentration in the matrix, which appeared in the form of two different transformation temperatures (Ms) in the Differential Scanning Calorimetry curves.
    Keywords: Shape memory alloy, Cu-12Al-4Ni, Phase transformation temperature, Boron, Differential Scanning Calorimetry}
  • مسعود عصفوری، امید رحمانی *، محمدرضا زمانی
    در این مقاله به بررسی آزمایشگاهی میزان جذب انرژی در چندلایه های فلز-الیاف تقویت شده با آلیاژ حافظه دار در برابر ضربه سرعت پایین پرداخته شده است. پارامترهای مورد آزمایش در این پژوهش، زاویه الیاف، میزان پیش کرنش و محل قرارگیری سیم های حافظه دار در گلره تقویت شده با 2 رشته سیم حافظه دار می باشند و برای اعمال ضربه از دستگاه ضربه شارپی 200 J استفاده شده است. از روش تاگوچی برای طراحی آزمایش های این پژوهش استفاده گردید و نمونه های مورد بررسی بر اساس آرایه متعامد L16 ساخته شدند. در استفاده از این آرایه پارامترهای زاویه الیاف و میزان پیش کرنش سیم های حافظه دار در 4 سطح و محل قرارگیری سیم های حافظه دار در 2 سطح مورد آزمایش قرار گرفتند. گلره های مورد بررسی از 19 لایه که حاوی 3 لایه آلومینیومی بودند، ساخته شدند. برای بررسی تاثیر تغییرات پارامترها بر روی میزان جذب انرژی ضربه شارپی چندلایه، بر روی داده های استخراجی تحلیل واریانس انجام گرفت. مشخص شد که تغییرات پارامترهای پیش-کرنش سیم های حافظه دار، زاویه الیاف و محل قرارگیری این سیم ها در چندلایه به ترتیب به میزان 39. 12درصد ، 32. 13 درصد و 4. 56 درصد بر روی میزان جذب انرژی چندلایه تاثیرگذار می باشد. همچنین آنالیز واریانس نشان داد که تغییرات پارامترهای پیش کرنش سیم های حافظه دار، زاویه الیاف و محل قرارگیری این سیم ها در چندلایه، با اطمینان به ترتیب 92. 1 درصد، 90. 6 درصد و 71 درصد بر تغییرات میزان جذب انرژی ضربه تاثیرگذار می باشد.
    کلید واژگان: سیم حافظه دار, چندلایه فلز -الیاف, روش تاگوچی, ضربه شارپی}
    Masoud Osfouri, Omid Rahmani *, Mohammad Reza Zamani
    This research is on the energy absorption level in a metal-fiber laminate reinforced with a ‎shape-memory-alloy under low velocity impact. The parameters of the study are fiber angle, level of pre-strain and ‎position of memory wires in a GLARE reinforced with two memory-wires. In addition, a 200-J Charpy-Impact device was used to exert the impact‏. Taguchi method was used in designing of the experiments for this research and the investigated specimens were constructed based on L16 ‎orthogonal array. During the usage of array, parameters of "fiber angel" and the "pre-strain level of shape-memory wires" were ‎tested in four levels as well as the parameter related to the location of shape-memory-wires, tested in two levels. The scrutinized ‎GLAREs were constructed of 16layers containing 3layers of aluminum.‎ The analysis of variance was performed on extracted data to investigate the effect of changes in parameters on the energy absorption level ‎of laminate. It was found that the changes in following parameters of pre-strain of shape-memory wires, fiber's angel and ‎the location of these wires in laminate, have the influence of 39.12%, 32.13%, 4.56% , respectively, on the energy absorption level of ‎laminate. The variance analysis also proved that changes in energy absorption have confidence level of 92.1%, 90.6% and 71% ‎respectively with the changes in aforementioned parameters.
    Keywords: Charpy impact, Fiber metal laminate, GLARE, Shape memory alloy, Nitinol}
  • رامین اصغری، جعفر خلیل علافی *
    آلیاژ حافظه دار نایتینول در تهیه ایمپلنت ها و استنت های پزشکی بسیار پرکاربرد است. اکسیداسیون حرارتی و پوشش نیترید تیتانیوم از جمله عملیات اصلاح سطح متداول برای این آلیاژ هستند و در مقابل فرایند اکسیداسیون به کمک واکنشگر فنتون روشی جدید در اصلاح سطح آلیاژهای نایتینول برای کاربردهای پزشکی محسوب می شود. به منظور بررسی تاثیر این فرایند جدید، آزمایشاتی برای مشخصه یابی و مطالعه رفتار خوردگی و زیست سازگاری سطوح اکسیدی در محلول شبیه سازی مایعات بدن طراحی گردید. متغیرهای دما و زمان اکسیداسیون مورد مطالعه قرار گرفتند و در نهایت بر اساس نتایج بدست آمده شرایط بهینه دمایی و زمانی تعیین گردید. بر اساس این نتایج، انجام فرایند اکسیداسیون فنتون در دمای 65 درجه سانتیگراد به مدت 24 ساعت، سطح عاری از ترک ایجاد می کند که زیست سازگاری مطلوب و مقاومت به خوردگی بالایی فراهم می کند و می تواند به بهبود عملکرد آن در محیط بدن کمک کند.
    کلید واژگان: آلیاژ حافظه دار نایتینول, اکسیداسیون فنتون, محیط مشابه بدن, رفتار خوردگی, زیست سازگاری}
    Ramin Asghari, Jafar Khalil Allafi *
    Nitinol shame memory alloy is very useful in manufacturing of medical implants and stents. Thermal oxidation and TiN coating are of common Nitinol surface modification processes and in return Fenton's oxidation using Fenton reagent is a new approach in modifying the surface of Nitinol for medical applications. To study the effects of this novel process, experimental tests including oxide surface characterization, investigation of corrosion behavior and biocompatibility of the created oxide surfaces in simulated body fluids were performed. Parameters such as temperature and duration of oxidation process were studied. Based on the results, the optimized conditions considering temperature and process duration were determined. Accordingly, Fenton's oxidation process at 65 oC for 24 hours can create an oxide surface without any cracks which produces desirable biocompatibility and corrosion resistance and helps to improve its in vivo performance.
    Keywords: Shape Memory Alloy, Fenton's Oxidation, in vitro, corrosion behavior, biocompatibility}
  • شیما سادات مجابی، محمد مهدی خیری خواه *
    در این مقاله، ارتعاشات اجباری یک ورق چند لایه کامپوزیتی یکسرگیردار مسلح با عملگرهای سیم های آلیاژ حافظه دار، به روش کلاسیک و فازی و بصورت مدار بسته کنترل می شود. به این منظور، ابتدا معادلات حاکم بر ارتعاشات ورق کامپوزیتی چند لایه که شامل سیم های آلیاژ حافظه دار است، با استفاده از تئوری کلاسیک ورق ها و اصل همیلتون استخراج می شود. همچنین رفتار حرارتی - مکانیکی سیم های آلیاژ حافظه دار با استفاده از فرمول لیانگ مدل سازی می گردد. سپس حل نیمه تحلیلی مساله با توجه به شرایط مرزی آن و به روش ریلی- ریتز ارائه و فرکانس های طبیعی ورق محاسبه و با نتایج تجربی مقایسه می گردد. نتایج حاصله حاکی از دقت مدل سازی و تطابق خوب آن با نمونه واقعی دارد. سپس جهت کنترل دامنه ارتعاشات ورق تحت بار اجباری نوسانی، از سیستم مدار بسته با عملگرهای سیم آلیاژ حافظه دار که بر روی ورق متصل شده اند، استفاده می گردد. از سه روش کنترلی کلاسیک، فازی و ترکیبی جهت کاهش دامنه جابه جایی ورق استفاده می شود. در نهایت با استفاده از الگوریتم ژنتیک، به بهینه سازی ضرایب بهره کنترل کننده کلاسیک و قواعد و پارامترهای کنترل کننده فازی جهت هدف کاهش دامنه ارتعاشات سازه پرداخته می شود. نتایج حاصله نشان می دهد که کلیه کنترل کننده-های طراحی شده دامنه جابه جایی پایدار ورق را به طور چشمگیری کاهش می دهند و در این بین کنترل کننده ترکیبی فازی-کلاسیک بهترین عملکرد را داراست.
    کلید واژگان: آلیاژ حافظه دار, ورق کامپوزیتی, ارتعاشات, کنترل کننده فازی, الگوریتم ژنتیک}
    Shima Sadat Mojabi, Mohammad Mahdi Kheirikhah *
    The purpose of this study is controlling the forced vibration of a layered composite cantilever plate embedded with shape memory alloys wires using classical and fuzzy controllers. The governing equations of motion of the composite plate including shape memory alloy wires are calculated using the classical laminated plate theory and the Hamilton principle. The Liang formula is also used to model the thermo-mechanical behavior of the shape memory alloys wire actuators. Then, the free vibration solution for the layered composite plate is calculated using semi-analytical Rayleigh-Ritz method and then is compared with experimental method. Comparison between the obtained natural frequencies of the composite plate and those of published experimental results confirms the accuracy of the purposed modeling and solution. Finally, three controlling system are designed to reduce the amplitude of vibrational displacement of the structure against forced vibrational excitations including PID controller, Fuzzy controller and PID-Fuzzy controller. Finally, the genetic algorithm is used to optimize the gain coefficients of the classic controller and the rules and parameters of the fuzzy controller to reduce the vibrational displacement amplitude of the plate. The obtained results show that the all designed controllers can reduce the steady-state vibrational displacement amplitude of the plate significantly, but the PID-Fuzzy controller has the best performance.
    Keywords: Shape memory alloy, Composite plate, Vibration, Fuzzy Controller, Genatic Algorithm}
  • زینب جراحی، شهرام رایگان*، مهدی پورعبدلی سردرود
    در این پژوهش پودر آلیاژ حافظه دار Cu-12wt%Al-4wt%Ni با عنصر آلیاژی بور و بدون آن به روش آلیاژسازی مکانیکی تهیه و سپس پودر حاصل به روش پرس-سینتر و متعاقب آن نورد-عملیات حرارتی تبدیل به نمونه بالک شد وچگالی و مقدار تخلخل نمونه ها مورد بررسی قرار گرفت. در این راستا، تاثیر زمان آسیاکاری بر روی تغییرات فازی، اندازه کریستالیت و کرنش شبکه ای مطالعه گردید. نتایج نشان داد که بعد از 20 ساعت آسیاکاری با سرعت 250 دور بر دقیقه و نسبت وزنی گلوله به پودر 20:1، پیک های مربوط به عناصر خالص از بین رفته و محلول جامدی با ساختار FCC و پارامتر شبکه ای بسیار نزدیک به پارامتر شبکه مس تولید می شود. ریزساختار و مورفولوژی پودرهای آسیاکاری شده و نمونه ی نهایی توسط میکروسکوپ الکترونی و نوری مورد مطالعه قرار گرفتند. مشاهده گردید که افزودن بور باعث ریز شدن ذرات پس از آسیاکاری می گردد. نتایج نشان دادند که با افزایش زمان آسیاکاری، چگالی خام قطعه پس از پرس- سینتر کاهش ولی چگالی نهایی پس از نورد-عملیات حرارتی افزایش پیدا می کند. همچنین نشان داده شد که افزودن بور به مخلوط پودری موجب توزیع یکنواخت تر تخلخل ها پس از مرحله نورد- عملیات حرارتی می گردد.
    کلید واژگان: سنتز, آلیاژسازی مکانیکی, آلیاژ حافظه دار, Cu-12Al-4Ni, بور}
    Shahram Rayegan *
    In this research Cu-12wt%Al-4wt%Ni shape memory alloy powder with and without addition of boron as alloying element was produced by using mechanical alloying method. Bulk samples were produced from the powder by press-sinter and subsequently rolling-heat treatment processes. The density and the amount of porosity of the samples were measured, subsequently. The effect of milling time on phase changes in produced powder, size of crystallites and lattice strain was also investigated. Results showed that after 20h of milling with rotating speed of 250 rpm and ball to powder mass ratio of 20:1, peaks of pure elements disappear and solid solution with FCC structure and lattice parameter close to that of copper forms. Morphology of milled powder and microstructure of bulk samples were studied by optical microscope and scanning electro-microscope. It was observed that adding boron lead to decrease in the size of particles after milling. Results showed that the density of samples after press-sinter processes decreases. However, the final density increased after rolling-heat treatment processes. It was also shown that adding boron to the powder mixture results in more homogenous distribution of porosities after rolling-heat treatment processes.
    Keywords: Synthesis, Mechanical alloying, Shape memory alloy, Cu-12Al-4Ni, Boron}
  • فتح الله طاهری بهروز*، علی کیانی
    آلیاژهای حافظه دار نوعی خاص از مواد حافظه دار هستند که با افزایش دما می توانند تغییر شکل های بزرگ را بازیابی کرده و به شکل اولیه خود بازگردند. در این مطالعه شبیه سازی عددی رفتار ترمومکانیکی کامپوزیت های تقویت شده با آلیاژهای حافظه دار تحت بارگذاری استاتیکی و تک محوره، انجام شده است. با قرار دادن سیم های حافظه دار درون کامپوزیت اولیه، رفتار مایکرومکانیکی کامپوزیت به صورت یک منحنی دوخطی مشاهده می شود که علت آن تبدیل فاز درون سیم های حافظه دار و غیرخطی بودن رفتار کامپوزیت اولیه می باشد. پس از شبیه سازی به منظور صحت سنجی، از نتایج آزمایشگاهی موجود در مرور ادبیات استفاده شده است. پس از اعتبار سنجی مدل، اثر عوامل مختلف مانند: مقدار پیش کرنش سیم ها، اثر دمای بارگذاری و شرایط سطح تماس میان سیم های حافظه دار و ماتریس اپوکسی بررسی شده است. همچنین یک روش تئوری برای محاسبه کرنش فشاری و کششی موجود در کامپوزیت و سیم ها، پس از رهاسازی سیم های پیش کشیده ارایه شده است. بر اساس نتایج به دست آمده، در نظر گرفتن چسبندگی سطحی ضعیف میان سیم حافظه دار و ماتریس زمینه باعث نزدیکی نتایج شبیه سازی شده به نتایج آزمایشگاهی نسبت به حالت چسبندگی بین سطحی کامل، شد. افزودن پیش کرنش به سیم های حافظه دار باعث ایجاد تنش فشاری اولیه درون کامپوزیت شده و مقدار آن با افزایش دما بیشتر نیز می شود اما این پدیده، جدایش بین سطحی میان سیم های حافظه دار و ماتریس را نیز افزایش می دهد. بنابراین در طراحی کامپوزیت های تقویت شده با سیم های حافظه دار، باید برای مقادیر پیش کرنش اعمال شده به سیم های حافظه دار و دمای کاری کامپوزیت، مقادیر بهینه ای انتخاب شود.
    کلید واژگان: آلیاژ حافظه دار, کامپوزیت, پیش کرنش, چسبندگی سطحی ضعیف}
    Fathollah Taheri, Behrooz*, Ali Kiani
    Shape Memory Alloys (SMAs) are a type of Shape Memory Materials (SMMs) which can recover large deformation and return to their primary shape by rising temperature. In this study, numerical simulation of thermo mechanical behavior of composites reinforced with shape memory alloys under static uniaxial loading was conducted. By inserting SMA wires inside the host composite the macro mechanical behavior of hybrid composite changed to a bilinear curve which is due to the phase transformation of SMA wires and nonlinear behavior of host composite. Simulated results are compared with available data in the literature. Validated model is used to evaluate the effect of various parameters as, wires pre-strain, temperature, interface conditions between SMA wires and Epoxy matrix on hybrid composite behavior. Also a theoretical method was developed to calculate the compressive and tensile strain induced in host composites and wires, after releasing of SMA wires. According to the results obtained, considering weak interface between SMAs wires and matrix improved simulation results rather than perfect bonding assumption. Pre-strained SMA wires would cause initial compressive stress in the host composite and its value will increased by increasing service temperature, however, it will increased interface separation of SMA and host materials, too. Therefore, in design of Shape memory alloys hybrid composites, optimum amount of applied pre-strain on SMA wires and working temperature should be selected.
    Keywords: Shape Memory Alloy, Composite, Pre, strain, Weak interface bonding}
  • سید حسین حسینی، محمد شرعیات، رحمت الله قاجار
    در این مقاله، تحلیل دینامیکی غیرخطی ضربه کم سرعت ورق کامپوزیتی مستطیلی تقویت شده با آلیاژ حافظه دار انجام شده است و، برای اولین بار تغییرات لحظهای و غیریکنواخت بودن مکانی میزان تبدیل فاز آستنیت به مارتنزیت و برعکس با استفاده از کد نویسی صورت پذیرفته در نرم افزار آباکوس شبیه سازی شده است. همچنین بجای استفاده از نظریه های تقریبی ورق، از شبیه سازی سه بعدی برای استخراج پاسخ های ضربه بر پایه نظریه الاستیسیته استفاده گردیده است. در انتها، بررسی اثر پیش بار، خارج از مرکز بودن ضربه و انرژی ضربه زننده بر پاسخ ضربه ورق صورت گرفته است. نتایج شبیه سازی نشان می دهد که خاصیت سوپر الاستیسیته آلیاژ حافظه دار باعث می شود که این آلیاژ در حین ضربه با تشکیل حلقه هیسترزیس انرژی زیادی را جذب کند که این امر باعث بهبود مقاومت به ضربه ورق کامپوزیتی و کاهش آسیب ناشی از ضربه می گردد. همچنین در حالت ضربه خارج از مرکز و در حالت پیش بار کششی به دلیل کاهش آزادی حرکت کلی ورق، نیروی تماسی افزایش می یابد که نتیجه آن افزایش احتمال آسیب پدید آمده است.
    کلید واژگان: ضربه کم سرعت, ورق کامپوزیتی, آلیاژ حافظه دار, تغییرات محلی و لحظه ای فازها}
    S. H. Hosseini, M. Shariyat*, R. Ghajar
    In the present paper, nonlinear dynamic analysis of low-velocity impact of rectangular composite plates reinforced by SMA strips is investigated and the effects of the instant phase changes and the local and istatantaneous non-uniform distribution of transformation of the austenite to martensite phases and vice versa is considered, for the first time, implementing a written user defined material subroutine code in the ABAQUS/EXPLICIT finite element analysis code. In contrast to the available models which have used the approximate plate theories, a 3D finite element simulation is utilized for extracting the impact responses based on the elasticity theory. Finally, effects of different parameters such as the in-plane preloads, eccentricity, and indenter energy on the impact responses of the hybrid composite plate are investigated. The simulation results indicate that the SMA can absorb a remarkable portion of the stored impact-induced strain energy due to the superelastic and hysteretic natures of the SMA material, which results in increasing impact strength of the composite plate and decreasing the damage caused due to the impact. Moreover, results show that in the cases of the eccentric impact and presence of the tensile preloads, the contact force increases due to the less movability of the impacted point of the plate; a fact that may lead to higher damages.
    Keywords: Low Velocity Impact, Composite Plate, Shape Memory Alloy, Instantaneous Local Phase Changes}
  • Z. Balak, S. M. Abbasi
    The influence of the martensitic, martensitic+austenitic and austenitic structures in bending training on two-way shape memory effect (TWSME) in Ni-50.8 at %Ti and Ni-49.9 at %Ti alloys was studied. In addition of the primary structure, the effect of pre-strain, plastic strain, training cycle and training temperature on the TWSME was investigated. The prepared samples were trained in martensitic, martensitic+austenitic and austenitic states with bending deformation. The experimental results indicated that in martensitic state, the TWSME was obtained more than in the others. Also it was shown that the optimum pre-strain and number of training cycles in martensitic state than the other states are more and less, respectively. In addition it was shown that with increasing the training temperature in austenitic state, TWSME decreases.
    Keywords: shape memory alloy, training, two, way effect, primary structure}
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