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 مطالب مجلات
ردیف ۱۰-۱ از ۱۱۸۶۶۴ عنوان مطلب
|
  • حسین اشرفی، مهرداد فرید، مهدی کسرایی

    چگونگی توزیع اصطکاک و فشار تماسی در برهمکنش سامانه های مکانیکی دارای نقش کلیدی بر منظر تریبولوژیکی (tribological) این سامانه ها می باشد. تماس در پیکره های تغییرشکل پذیر به طور کلی یک پدیده غیرخطی و در پیکره های ویسکوالاستیک نیز یک پدیده وابسته به زمان می باشد. معرفی پدیده اصطکاک به عنوان یک پارامتر بازگشت ناپذیر در سطح میانجی سامانه های برهمکنشی، مساله تماس را از نظر فرمول بندی محاسباتی پیچیده تر نیز می سازد. در این پژوهش به توسعه یک فرمول بندی المان های محدود کلی بر اساس یک رهیافت بهینه سازی لاگرانژ الحاقی (augmented Lagrangian optimization) به منظور تحلیل رفتار تماس اصطکاکی در سطوح سامانه های ویسکوالاستیک پرداخته می شود. بر اساس شرایط سینماتیکی و هندسی اجزای در حال تماس یک رهیافت لاگرانژ الحاقی بهبود یافته از مکانیک تماس محاسباتی اجرا شده است. به منظور فرمول بندی معادلات متشکله سامانه های ویسکوالاستیک نیز از یک مدل ماکسول تعمیم یافته در قالب دو تابع وارهیدگی کلی در شرایط اتساع و برش (shear and dilatation relaxation) بهره گرفته شده است. سپس با استفاده از اعمال اصل کار مجازی، یک فرمول بندی موثر المان های محدود با یک فرآیند وارهیدگی نموی در معادلات متشکله و در برگیرنده قیود تماس حاصل شده است. یک مثال عددی به منظور ارزیابی فرمول بندی ارایه شده در انتها ارایه شده است.

    کلید واژگان: تماس ویسکوالاستیک, بهینه سازی لاگرانژ الحاقی, تریبولوژی, وارهیدگی نموی
    Hossein Ashrafi, Mehrdad Farid, Mehdi Kasraei

    The tribological aspects of contact systems are greatly affected by the friction and contact pressure distribution throughout the surface of the contact interface. Generally the contact of deformable bodies is a nonlinear problem and for the viscoelastic bodies it has a time-dependent response, since their viscous characteristics depends on time. The introduction of friction with its irreversible characteristic in contact surface makes the contact problem more difficult. The objective of this study is to develop a general augmented Lagrangian finite element formulation associated with an incremental adaptive procedure which established for analysis of frictional contact problems in viscoelastic systems. The contact behavior has been studied through an improved augmented Lagrangian approach. A generalized Maxwell model has been used to model the viscoelastic constitutive equations in which bulk and shear relaxation functions are represented by the sum of a series of decaying exponential functions of time. Based on the principle of virtual work, an effective finite element formulation associated with an incremental relaxation procedure has been developed. As an application of formulation, the numerical example has been presented to evaluate the numerical approach.

    Keywords: viscoelastic contact problems, The augmented lagrangian optimization approach, Tiribology, Incremental relaxation
  • حسین اشرفی، مهرداد فرید، مهدی کسرایی
    مسایل مقدار مرزی در برگیرنده تماس یکی از با اهمیت ترین مسایل در صنایع وابسته به مهندسی مکانیک جامدات، سازه و همچنین در کاربردهای علوم فضایی و نظامی، علوم پزشکی، بیوسیستم و محیط زیست می باشند. در این مقاله، فرآیند حل محاسباتی جدیدی به منظور فرمول بندی و تحلیل مسایل نانو فروروی تماسی (contact nanoindentation) بین یک فرورونده کروی صلب با رویه یک نیم فضای ویسکوالاستیک با هر هندسه دلخواه در شرایط بدون اصطکاک ارایه می شود. استخراج روابط بین توزیع فشار تماسی، نیروی عامل بر فرورونده و میزان نفوذ در لایه ویسکوالاستیک خواسته اصلی این مطالعه می باشد. مساله نانو فروروی ویسکوالاستیک با بکارگیری یک فرمول بندی مناسب در معادلات متشکله و استفاده از روش محاسباتی وارون سازی ماتریسی (matrix inversion method) با ارضای دقیق شرایط مرزی حل شده است. مقایسه نتایج عددی با حل تحلیلی فرآیند بارگذاری و باربرداری برای نانو فرورونده های کروی، دقت رهیافت حل محاسباتی را نشان می دهد.
    کلید واژگان: مسایل تماسی ویسکوالاستیک, رهیافت محاسباتی وارون سازی ماتریسی, رویه ی نیم فضا, فروروی نانو
    H. Ashrafi, M. Farid, M. Kasraei
    Boundary value problems involving contact are great importance in industries related to mechanical and civil engineering، also in environmental، medical، military and aerospace applications. In this paper، the nanoindentation contact problem between a rigid spherical indenter and surface of a viscoelastic half-space of arbitrary shape is considered under assumption of interfacial surfaces are frictionless. Deriving of the relations between the contact pressure distribution، the resultant force on the indenter and the penetration on viscoelastic surface is the main scope of presented study. By appropriate formulation of the viscoelastic constitutive equations، the problem can be solved numerically using the Matrix Inversion Method (MIM)، extended to viscoelastic indentation case and with exactly satisfying the boundary conditions. Comparison of the numerical results with analytical ones for loading-unloading procedure of spherical indenters، shows the efficiency of the method in case of a prescribed penetration as well as given load history.
  • حسین اشرفی، محمد شرعیات
    با گسترش تکنولوژی در استفاده از مواد با ساختار بسیار کوچک دیگر آزمایش های فشاری و کششی متداول را نمی توان به آسانی برای اندازه گیری و تعیین خواص ویسکوالاستیک پذیرش خزشی (creepcompliance) و یا مدول وارهیدگی (relaxationmodulus) این گونه مواد مانند فیلم های نازک، توده های بسیار کوچک، مواد هدفمند جدید، نانو کامپوزیت ها و رویه ها و پوشش های نامتجانسبکار برد. با توجه به پیشرفت های اخیر در تحلیل فروروی تماسی پیکره های ویسکوالاستیک، تعیین دقیق مشخصه های خزشی و وارهیدگی جامدات ویسکوالاستیک با تکنیک فروروی نانو (nanoindentation) امکان پذیر گردیده است. در این مقاله، پس از بیان روش های تعیین خواص الاستیک فیلم ها و لایه های پلیمری به ارایه یک رهیافت توانمند ریاضی بر اساس مکانیک تماس به منظور تعیین مستقیم خواص ویسکوالاستیک با استفاده از روش نوظهور فروروی نانو پرداخته می شود. در تحلیل های وارهیدگی از یک تاریخچه جابجایی نرخ ثابت و در تحلیل های خزش از یک تاریخچه بارگذاری نرخ ثابت استفاده گردیده است که خواص پلیمری با انطباق تیوری های مکانیک تماس ویسکو الاستیک در داده های بار - جابجایی به دست آمده اند. در تیوری های تماس ویسکوالاستیک از مدل جامع ماکسول (Maxwell) تعمیم یافته به منظور مدل سازی رفتار وارهیدگی و از مدل کلوین (Kelvin) تعمیم یافته برای مدل سازی رفتار خزشی فیلم های ویسکوالاستیک بهره گرفته شده است.
    کلید واژگان: مکانیک تماس ویسکوالاستیک, مدول وارهیدگی, پذیرش خزشی, نانو فروروی تماسی, رهیافت ریاضی
    Hossein Ashrafi, Mohammad Shariyat
    By increasing use of very small structures, thin films, functionally graded materials, nanocomposites, and heterogeneous surfaces in various engineering areas the conventional tensile and compression tests cannot be readily used for measurement of the viscoelastic relaxation modulus and creep compliance of such materials. Recent developments in the indentation contact analysis for viscoelastic bodies, an exact evaluation of relaxation and creep characteristics of viscoelastic solids has been prepared to use the nanoindentation. In this paper, after representing the measurement methods of elastic properties for the polymeric films and layers, a powerful mathematical approach, based on contact mechanics, was developed to describe viscoelastic characteristics directly by using the novel nanoindentation technique. Independently, a constant-rate displacement and a constant-rate loading histories were used to measure the creep compliance and relaxation modulus from nanoindentation tests, respectively. The viscoelastic moduli, using the viscoelastic contact theories, have been extracted to the nanoindentation load-displacement data. A generalized Maxwell model and a generalized Kelvin model were used to describe the creep and the relaxation constitutive behaviors of viscoelastic layers, respectively.
    Keywords: Viscoelastic Contact Mechanics, Creep Compliance, Relaxation Modulus, NanoindentationContact Problems, Mathematical Approach
  • حسین اشرفی، مهرداد فرید
    در این مقاله، فرآیند حل محاسباتی جدیدی به منظور فرمول بندی و تحلیل مسئله تماس نانو فروروی بین یک فرورونده صلب و یک نیم فضای ویسکوالاستیک برای یک هندسه دلخواه و بدون در نظر گرفتن اصطکاک ارائه می شود. استخراج روابط بین توزیع فشار تماسی، نیروی عامل بر فرورونده و میزان نفوذ در نیم فضای ویسکوالاستیک از خواسته های اصلی این مطالعه است. با بکارگیری یک فرمول بندی مناسب در معادلات و استفاده از یک رهیافت وارون سازی ماتریسی جدید، مسئله فروروی ویسکوالاستیک با ارضای دقیق شرایط مرزی حل می شود. مقایسه نتایج عددی با حل تحلیلی فرایند بارگذاری و باربرداری در فرورونده های کروی دقت بالای شیوه حل عددی را نشان می دهد.
    کلید واژگان: مکانیک تماس ویسکوالاستیک, نانو فروروی تماسی, حل محاسباتی وارون سازی ماتریسی, فرورونده های کروی
    H. Ashrafi, M. Farid
    In this paper، the procedure of a novel computational solution for the formulation and analysis of nano-indentation contact problems between a viscoelastic half-space and a rigid indenter of any arbitrary geometry is presented. The main objective of this paper is to develop the relations which link the contact pressure distribution، the load on the indenter، and the indentation depth with assumption that the surfaces are frictionless. The viscoelastic indentation problem has been solved numerically employing a proper formulation in constitutive equations and applying a new matrix inversion approach satisfying the boundary conditions. The computational approach has been validated by comparing the numerical results to the analytic ones for loading and unloading process of a spherical nano-indenter.
  • محمدحسن پاچناری، علی مظفری، محمد شرعیات*
    در مقاله کنونی، رفتار دینامیکی ورق کامپوزیتی چندلایه با میرایی سازه ای ویسکوالاستیک در برابر ضربه کم سرعت ناشی از برخورد یک جسم کروی، مورد بررسی قرار گرفته است. قانون تماس هرتز ابتدا جهت در نظر گرفتن اثر سختی لایه های زیرین بر سختی ناحیه تماس، تصحیح و سپس به فرم غیرخطی بکار گرفته شده است. مدل انتگرال سلسله مراتبی ولترا برای توصیف رفتار ویسکوالاستیک مواد به کار رفته و برای مدلسازی دقیق تر رفتار ورق، از تئوری لایه ای و روابط کرنش-جابجایی غیرخطی استفاده شده است. برای یافتن پاسخ معادلات دیفرانسیلی-انتگرالی حاکم، از ترکیب روش های اجزای محدود، انتگرال گیری ذوزنقه ای برای انتگرال های ولترا و شیوه انتگرال گیری عددی زمانی نیومارک بهره گرفته شده است. در بخش نتایج، اثر پارامترهای گوناگون رفتار ویسکوالاستیک مواد و نیز سرعت ضربه زن بر تاریخچه های زمانی نیروی ضربه، میزان فروروی و خیز ورق مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج نشان می دهند که به دلیل ماهیت میراسازی ساختاری مواد ویسکوالاستیک، سختی ورق و در نتیجه، نیروی ضربه، افزایش یافته ولی خیز دینامیکی بیشینه پدید آمده در ورق و میزان فروروی، کاهش می یابند. همچنین، در حالت کلی، افزایش نیروی تماس بیانگر افزایش میزان فروروی نمی باشد.
    کلید واژگان: ضربه کم سرعت, ورق کامپوزیت ویسکوالاستیک, قانون تماس هرتز, اجزای محدود, تئوری لایه ای
    M.H. Pachenari, A. Mozaffari, M. Shariyat *
    In the present paper, dynamic behavior of a multilayer composite plate with viscoelastic structural damping is investigated against a low-velocity impact by a spherical indenter. Hertz contact law is refined to include effect of the lower layers on the stiffness of the contact region and used in a non-linear form. Voltra hierarchical integral is employed for modeling the viscoelastic material and the layerwise theory and non-linear strain-displacement relations are used to model the plate more accurately. To solve the governing integro-differential equations, a combination of the finite element method, trapezoidal integration method for the Volterra integrals, and the Newmark numerical time integration method is used. In the results section, effects of the various viscoelasticity parameters and the indenter velocity on the time histories of the contact force, indentation, and lateral deflection of the plate are investigated. Results show that due to the damping nature of the viscoelastic materials, the plate rigidity and contact force increase whereas the maximum lateral deflection and the indentation decrease. Furthermore, higher contact forces do not necessarily indicates higher indentations.
    Keywords: Low, velocity impact, Viscoelastic composite plate, Hertz contact law, Finite element, Layerwise theory
  • محمد شرعیات، محمدحسن پاچناری، علی مظفری
    در مقاله کنونی، پاسخ ورق کامپوزیتی چندلایه ویسکوالاستیک در برابر ضربه کم سرعت ناشی از برخورد یک جسم کروی صلب، تحلیل شده است. در این راستا، فرمول بندی جدیدی از انرژی که برای تحلیل ضربه مناسب بوده و انرژی پتانسیل ناشی از فروروی ضربه زن در ورق را نیز در نظر می گیرد، برای اولین بار ارائه و استفاده شده است. در تحلیل کنونی، قانون تماس هرتز، ابتدا جهت در نظر گرفتن اثر سختی لایه های زیرین بر سختی ناحیه تماس، اصلاح شده است. مدل انتگرال سلسله مراتبی ولترا برای توصیف رفتار ویسکوالاستیک مواد به کار رفته و برای مدل سازی دقیق تر رفتار ورق، از تئوری لایه ای دارای توانایی در نظرگرفتن تغییر شکل پذیری عرضی لایه ها، استفاده شده است. برای یافتن پاسخ معادلات دیفرانسیلی-انتگرالی حاکم، از ترکیب روش های اجزای محدود، انتگرال گیری ذوزنقه ای و شیوه انتگرال گیری عددی زمانی نیومارک بهره گرفته شده است. در بخش نتایج، اثر پارامترهای گوناگون رفتار ویسکوالاستیک مواد و نیز سرعت ضربه زن بر تاریخچه های زمانی نیروی ضربه، میزان فروروی و خیز ورق مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج نشان می دهند که به دلیل ماهیت میراسازی ساختاری مواد ویسکوالاستیک، سختی ورق و در نتیجه، نیروی ضربه، افزایش یافته ولی خیز دینامیکی بیشینه پدید آمده در ورق و میزان فروروی، کاهش می یابند. همچنین، در حالت کلی، افزایش نیروی تماس بیانگر افزایش میزان فروروی نمی باشد.
    کلید واژگان: ضربه کم سرعت, فرمول بندی جدید انرژی, ورق کامپوزیت ویسکوالاستیک انعطاف پذیر_ تئوری لایه ای, روش اجزای محدود
    Mohammad Shariyat, Mohammadhasan Pachenari, Ali Mozafari
    In the present paper, responses of a multilayer viscoelastic composite plate against a low-velocity impact by a rigid spherical indenter is investigated. In this regard, a novel energy formulation that is suitable for impact analysis and accounts for the potential energy due to indentation is proposed and employed, for the first time. First, Hertz contact law is refined to include effect of the lower layers on the stiffness of the contact region. Voltra hierarchical integral is employed for modeling the viscoelastic material and a layerwise theory capable of considering the transverse flexibility of the layers is used to accurately model the plate behavior. To solve the governing integro-differential equations, the finite element method, trapezoidal integration method, and Newmark numerical time integration method are used. In the results section, effects of the various viscoelasticity parameters and the indenter velocity on the time histories of the contact force, indentation, and lateral deflection of the plate are investigated. Results show that due to the damping nature of the viscoelastic materials, the plate rigidity and contact force increase whereas the maximum lateral deflection and the indentation decrease. Furthermore, higher contact forces do not necessarily indicates higher indentations.
    Keywords: Low-velocity impact, Novel energy formulation, Flexible viscoelastic composite plate, Layerwise theory, Finite element
  • یوسف حبیبی سوها، محدثه مظفری، محرم حبیب نژاد کورایم*
    در اغلب تیوری های تماس، که از پرکاربردترین آن ها می توان به سه مدل هرتز،DMT و JKR اشاره کرد، ذرات زیستی به صورت جسم کروی الاستیک در نظر گرفته شده اند که این فرض مناسبی نیست. الاستیک در نظر گرفتن ذرات زیستی منجر به نادیده گرفتن تاریخچه ی بارگذاری می شود که در نتیجه ی آن، تاریخچه ی تنش ها و کرنش های وارد بر ماده مورد بررسی قرار نمی گیرد. بنابراین، در بخش اول به توسعه ی سه مدل بیان شده، از حالت الاستیک به ویسکوالاستیک در هندسه ی کروی پرداخته شد. شبیه سازی و مقایسه ی این سری تیوری با داده های تجربی به دست آمده از آزمایش دندانه گذاری سلول سرطانی MCF-10A به وسیله ی میکروسکوپ نیروی اتمی در این مقاله، نشان داد که حالت ویسکوالاستیک نسبت به حالت الاستیک پیش بینی بهتری را از رفتار نیرو-دندانه گذاری این سلول ارایه می دهد. سپس، با توجه به اینکه اکثر باکتری ها دارای هندسه ای نزدیک به استوانه هستند، اقدام به توسعه و مدل سازی تیوری های تماسی ویسکوالاستیک برای تماس یک کره و یک استوانه شد. پس از آن، به شبیه سازی تماس الاستیک و ویسکوالاستیک برای سه دسته ی نانوباکتری اپیدرمیدیس، سالیویروس و آیروس، با استفاده از سری دوم تیوری های توسعه داده شده پرداخته شد. مقایسه ی نتایج شبیه سازی تماس الاستیک و ویسکوالاستیک با نتایج آزمایشگاهی موجود (دندانه گذاری به وسیله ی میکروسکوپ نیروی اتمی)، نشان داد که در نظر گرفتن حالت الاستیک برای شبیه سازی تماس نانوذرات زیستی مناسب نبوده و نتایج غیردقیقی را ارایه می دهد. هم چنین، مقایسه ی نمودار شعاع تماس برحسب عمق دندانه گذاری در دو تیوری الاستیک و ویسکوالاستیک نشان داد که به ازای میزان شعاع تماسی ایجادشده ی یک سان، میزان عمق دندانه گذاری در حالت الاستیک از ویسکوالاستیک بیشتر است.
    کلید واژگان: میکروسکوپ نیروی اتمی, تئوری تماسی ویسکوالاستیک, تئوری تماسی الاستیک, هندسه ی استوانه ای, باکتری, MCF-10A
    Yousef Habibi Sooha, Mohadese Mozafari, Moharam Habibnejad Korayem *
    In the most contact theories such as Hertz, DMT and JKR, which are the most practical contacts models, biological particles are considered as a spherical elastic particle, which is not the best assumption. In this assumption, the history of loadings are not considered in that the history of strains and stresses will not analyzed properly. Therefore, in the first part of this paper, three models of elastic in spherical geometry have been developed to the viscoelastic models. By simulations and comparing the results with the experimental data of MCF-10A (breast-cancer cell), which is derived by Atomic Force Microscopy, it is revealed that viscoelastic models are more accurate than elastic models in the force-indentation curves. Then, according to the fact that most bacteria's geometry is cylindrical, contact theory for a sphere and cylinder have been developed and simulated for three groups of nanobacteria (Epidermidis, SallyVirus, and Aureus). By comparing simulations results with experimental data we observe that elastic models are not reasonable and contacts radius in viscoelastic model are smaller than they were for elastic models.
    Keywords: Atomic Force Microscopy, Viscoelastic Contact Theory, Elastic Contact Theory, Cylindrical Geometry, Bacteria, MCF-10A
  • حسین اشرفی، مهرداد فرید

    هدف مقاله حاضر توسعه یک فرمول بندی محاسباتی المان محدود نموی- انطباقی بر مبنای الگوریتمی توانمند به منظور محاسبه فشارهای شبه استاتیک تماسی در سازه های ویسکوالاستیک می باشد. از مدل تعمیم یافته ماکسول برای مدل سازی توابع وارهیدگی معادلات متشکله ویسکوالاستیک بهره گرفته شده که در قالب دو تابع وارهیدگی کلی در اتساع (پاسخ حجمی) و برش (پاسخ انحرافی) نشان داده می شود. در این فرمول بندی، توابع وارهیدگی به وسیله حاصل جمع سری های توابع نمایی کاهشی با زمان بیان می شوند. بر اساس اعمال اصل کار مجازی، یک فرمول بندی موثر المان های محدود با یک فرآیند نموسازی در معادلات وارهیدگی ویسکوالاستیک بدست آمده است. به منظور تحلیل مسائل تماسی ویسکوالاستیک نیز، بر اساس شرایط سینماتیکی و هندسی اجزای در حال تماس، از رهیافت لاگرانژ الحاقی انطباقی استفاده گردیده است. همگرایی مناسب نتایج حاصل از مثال های عددی با نتایج حل تحلیلی نشانگر قابلیت های کاربردی بالای مدل المان های محدود ارائه شده می باشد.

    کلید واژگان: معادلات وارهیدگی ویسکوالاستیک, مسائل تماسی, حل نموی, انطباقی, رهیافت لاگرانژ الحاقی
    H. Ashrafi, M. Farid

    The objective of this study is to develop a general finite element formulation associated with an incremental adaptive procedure established for the calculation of contact pressure distributions in viscoelastic structures. A generalized Maxwell model has been used to model the viscoelastic constitutive equations in which bulk and shear relaxation functions are represented by sum of a series of decaying exponential functions of time. Based on the principle of virtual work, an effective finite element formulation, associated with an incremental relaxation procedure, has been developed. The viscoelastic contact behavior has been studied through an improved augmented Lagrangian approach, based on kinematical conditions of contact bodies. The proper convergence caused by the numerical examples with those obtained from analytical results shows the applicability of presented finite element formulation.

    Keywords: Relaxation Viscoelastic Equations, Contact Problems, Incremental Adaptive Procedure, Augmented Lagrangian Approach
  • محمدرضا عرب بافرانی، مهدی رزاقی کاشانی
    یکی از مهم ترین عوامل موثر بر اصطکاک لاستیک، زبری سطح ساینده است که معین کننده اندازه سطح تماس واقعی، توزیع فشار در ناحیه تماس بین لاستیک و سطح زبر و مقیاس های درگیری مکانیکی بین سطح زبر و لاستیک با خواص گرانروکشسانی است. لزوم پیش بینی ضریب اصطکاک لاستیک روی سطوح زبر برای کاربردهایی مانند کشانش تایر روی سطح جاده، منجر به ایجاد مدل های فیزیکی مانند مدل Heinrich-Kluppel شده است. در این پژوهش، با شبیه سازی اصطکاک لاستیک مقدار انطباق مدل Heinrich-Kluppel با نتایج تجربی بررسی شد و اثر تغییر معادلات گرانروکشسان در کارایی آن ارزیابی شد. بدین منظور از یک سو مشخصه های ناهمواری سطوح زبر از طریق تحلیل فراکتال و رفتار گرانروکشسانی لاستیک پخت شده با آزمون تحلیل دینامیکی- مکانیکی- گرمایی اندازه گیری شده و با استفاده از آنها ضریب اصطکاک از راه شبیه سازی به کمک کدهای عددی محاسبه شد. همچنین، شبیه سازی با جایگزینی معادلات گرانروکشسان ماکسول تعمیم یافته به جای معادله Zener در مدل اولیه اصلاح شد. از سوی دیگر، ضریب اصطکاک لاستیک روی همان سطوح زبر (چند نوع کاغذ سمباده) به کمک دستگاه اندازه گیری ضریب اصطکاک در دانشگاه تربیت مدرس اندازه گیری و با نتایج به دست آمده از تحلیل عددی مقایسه شد. نتایج نشان داد، شبیه سازی رایانه ای ماهیت وابسته به بار عمودی و سرعت لغزش ضریب اصطکاک را به خوبی پیش بینی می کند. به کارگیری معادلات گرانروکشسانی ماکسول تعمیم یافته توافق بین داده های عددی و تجربی را در محدوده سرعت های زیاد بهبود داد، جایی که مدل گرانروکشسان Zener قابلیت پیش بینی روند ضریب اصطکاک را با سرعت از دست می دهد. این محدوده از سرعت با سرعت لغزشی در ردپای تایر در حالت غلتش آن در شرایط کارکرد منطبق تر است.
    Mohammad Reza Arab Bafrani, Mehdi Razzaghi-Kashani
    One of the most important factors that affect tire friction is surface roughness، which determines the size of the real contact area، real pressure distribution on the contact interface، and scales of mechanical engagement between viscoelastic rubber and a rough substrate. The need to predict coefficient of friction (COF) for rubber on rough surfaces for applications such as traction of tires on the road surfaces led to some physical models such as Heinrich-Kluppel’s model. The current study examines the applicability of the Heinrich-Kluppel model، using different viscoelastic representations، in numerical simulations of COF for rubber، and its agreement with the experimental results. For this purpose، roughness characteristics of the surfaces and viscoelastic properties of rubber were measured by fractal analysis and dynamic-mechanical-thermal analysis (DMTA)، respectively. These data were employed in the numerical code to simulate COF for a rubber sample. The model was also modified by replacing the Zener viscoelastic representation in the original model with the generalized Maxwell viscoelastic representation. On the other hand، COF for rubber was measured on the same rough surface (different sand-papers) by an in-house friction tester، and results were compared with the numerical results. It was shown that computer simulation could predict the load and speed dependence of rubber friction very well. The application of the generalized Maxwell model improved agreement between the numerical and experimental results for high sliding speeds where the Zener viscoelastic model failed to predict the right trend in variation of COF with speed. This speed range was matched with the sliding velocities in the footprint of tire under rolling conditions.
    Keywords: rubber friction, viscoelastic properties, surface roughness, Heinrich, Kluppel's model, contact mechanics
  • Akbar Tizfahm, Mohammadreza Shokrgozar, A .Mozaffari *

    This paper presents an experimentally validated finite element analysis of the low-velocity impact on viscoelastic laminates with consideration of large deflection and higher-order shear deformation effects in the time domain. The generalized Maxwell model (Wiechert) is incorporated into the FEM procedure to simulate the viscoelastic feature of the structure. In a geometrically nonlinear analysis, a displacement field considering higher-order shear deformation and large deflection of the laminate is assumed, and the finite element formulation is extracted. To evaluate the contact force, the modified Hertzian contact law is implemented into the finite element program. Numerical results including contact force output histories and deflections are then derived and compared with the experimental data. The obtained results show that the viscoelasticity effect and large deflection have a significant effect on the results, so they must be considered to gain a precise description of the low-velocity impact response. This model achieved good conformance with experimental results.

    Keywords: Low velocity impact, Laminated Composite, Sandwich structure, Viscoelasticity, Large deflection
نکته:
  • از آنجا که گزینه «جستجوی دقیق» غیرفعال است همه کلمات به تنهایی جستجو و سپس با الگوهای استاندارد، رتبه‌ای بر حسب کلمات مورد نظر شما به هر نتیجه اختصاص داده شده‌است‌.
  • نتایج بر اساس میزان ارتباط مرتب شده‌اند و انتظار می‌رود نتایج اولیه به موضوع مورد نظر شما بیشتر نزدیک باشند. تغییر ترتیب نمایش به تاریخ در جستجوی چندکلمه چندان کاربردی نیست!
  • جستجوی عادی ابزار ساده‌ای است تا با درج هر کلمه یا عبارت، مرتبط ترین مطلب به شما نمایش داده‌شود. اگر هر شرطی برای جستجوی خود در نظر دارید لازم است از جستجوی پیشرفته استفاده کنید. برای نمونه اگر به دنبال نوشته‌های نویسنده خاصی هستید، یا می‌خواهید کلمات فقط در عنوان مطلب جستجو شود یا دوره زمانی خاصی مدنظر شماست حتما از جستجوی پیشرفته استفاده کنید تا نتایج مطلوب را ببینید.
در صورت تمایل نتایج را فیلتر کنید:
* با توجه به بالا بودن تعداد نتایج یافت‌شده، آمار تفکیکی نمایش داده نمی‌شود. بهتراست برای بهینه‌کردن نتایج، شرایط جستجو را تغییر دهید یا از فیلترهای زیر استفاده کنید.
* ممکن است برخی از فیلترهای زیر دربردارنده هیچ نتیجه‌ای نباشند.
نوع نشریه
اعتبار نشریه
زبان مطلب
درخواست پشتیبانی - گزارش اشکال