فهرست مطالب

علوم و فناوری کامپوزیت - سال هفتم شماره 4 (پیاپی 26، زمستان 1399)

نشریه علوم و فناوری کامپوزیت
سال هفتم شماره 4 (پیاپی 26، زمستان 1399)

  • تاریخ انتشار: 1400/01/19
  • تعداد عناوین: 16
|
  • مریم دلاوری، مهدی پورعبدلی*، حدیثه حسینی منفرد صفحات 1137-1144
    در تحقیق حاضر، پودر کامپوزیتی - 5wt. % Al2O3 Co3O4 به دو روش آسیاکاری همزمان مخلوط اکسید ها و آسیاکاری جداگانه اکسید کبالت و اکسید آلومینیوم و سپس مخلوط کردن آنها تهیه و ماده حاصل از نظر سینتر شدن ذرات، اندازه متوسط ذرات، نحوه پخش ذرات اکسید آلومینیوم در فاز زمینه اکسید کبالت و رفتار احیا- اکسیداسیون آن با استفاده از میکروسکوپ الکترونی روبشی گسیل میدانی (Fe-SEM)، طیف سنجی پراش انرژی پرتو ایکس (EDS-map) و گرما وزن سنجی (TGA) بررسی شد. نتایج نشان داد که به طور کلی نمونه های تهیه شده به روش آسیاکاری همزمان مخلوط اکسیدها در زمان کوتاه (کمتر از یک ساعت آسیاکاری)، ظرفیت ذخیره انرژی بالایی (معادل حدود 2 درصد وزنی ذخیره اکسیژن) نسبت به نمونه های تهیه شده در زمان کوتاه با استفاده از روش دوم (1-1.5 درصد وزنی ذخیره اکسیژن) دارند. این در حالی بود که نمونه های تهیه شده در زمان های طولانی تر (16 ساعت آسیاکاری) با روش دوم دارای ظرفیت ذخیره بالایی (معادل2-6 درصد وزنی ذخیره اکسیژن) نسبت به نمونه های تهیه شده با روش اول (حدود 2 درصد وزنی ذخیره اکسیژن) در زمان طولانی مدت آسیاکاری هستند. در بین نمونه های تهیه شده به روش دوم نیز نمونه هایی که فاز اکسید کبالت در آنها به مدت 16 ساعت آسیاکاری شده بودند رفتار احیا - اکسیداسیون بهتری نسبت به سایر نمونه ها نشان دادند. همچنین مشخص شد که کاهش اندازه ذرات پودر کامپوزیتی الزاما هم جهت با بهبود ظرفیت ذخیره انرژی حرارتی نیست.
    کلیدواژگان: ذخیره انرژی حرارتی، اکسید کبالت، اکسید آلومینیوم، آسیاکاری مکانیکی
  • محسن حافظی، مهدی یارمحمد توسکی* صفحات 1145-1152
    در این مقاله تاثیر نانو سیلیکا بر مقاومت به ضربه پانل های ساندویچی با رویه بازالت و پانل های ساندویچی با رویه هیبریدی بازالت و کولار بررسی شده است. پانل های ساندویچی با رویه بازالت شامل چهار لایه پارچه بازالت به عنوان رویه بالایی و پایینی که هسته فوم بین آن قرار دارد. پانل ساندویچی با رویه هیبریدی از چهار لایه پارچه بازالت/کولار/کولار/بازالت به عنوان رویه بالایی و پایینی ساخته شده که هسته فوم ما بین آنها قرار دارد. از پارچه های کولار با چگالی 200 گرم بر متر مربع، پارچه بازالت با چگالی 350 گرم بر متر مربع، فوم پلی اورتان با چگالی 140 گرم بر سانتی متر مربع، رزین اپوکسی EPR1080 و درصدهای وزنی مختلف نانو سیلیکا برای ساخت نمونه های پانل ساندویچی استفاده شده است. فرآیند ساخت نمونه های آزمایش با روش لایه گذاری دستی انجام گرفت. همچنین برای پخش و توزیع بهتر ذرات نانوسیلیکا در ماتریس اپوکسی از دستگاه آلتراسونیک استفاده شد. آزمایش های ضربه سرعت پایین با استفاده از دستگاه وزنه افتان با انرژی ضربه ثابت بر روی نمونه ها انجام گردید. نتایج نشان داد افزودن نانو به پانل ساندویچی سبب بهبود مقاومت به ضربه می شود و بیشترین نیروی تماسی ماکزیمم مربوط به پانل ساندویچی با 1/1% نانوسیلیکا می باشد.
    کلیدواژگان: پانل ساندویچی هیبریدی، نانو سیلیکا، ضربه سرعت پایین، کولار، بازالت
  • محمدامین ترابی زاده* صفحات 1153-1162

    در این مقاله به بررسی اثر شکل-ضربه زننده و نوع لایه چینی رویه صفحات ساندویچی کامپوزیتی تحت اثر ضربه وزنه افتان پرداخته شده است. هسته صفحه ساندویچی از نوع فوم آلومینیومی A356 تقویت شده با ذرات SiC تولید شده با استفاده از روش ذوبی به کمک عامل فوم ساز CaCO3 است. رویه صفحات از جنس شیشه اپوکسی با لایه چینی شبه همسانگرد، متعامد و نیز از لایه آلومینیومی خالص استفاده شده است. برای انجام آزمایش ضربه از دستگاه ضربه وزنه افتان و جهت بررسی اثر شکل ضربه زننده از سه نوع ضربه زننده کروی، سهموی و مخروطی استفاده شده است. برخی از پارامترهای موثر در ارزیابی رفتار مواد در بار ضربه شامل بیشینه نیروی برخورد، بیشینه جابجایی و مقدار انرژی ویژه جذب شده صفحه برای حالات مختلف با یکدیگر مقایسه شده است. نتایج بیانگر آن است که هر چه شعاع-انحنای ضربه زننده بیشتر باشد بیشینه نیروی برخورد بیشتر خواهد بود. همچنین صفحات با رویه کامپوزیتی شبه همسانگرد دارای بیشترین انرژی ویژه جذب شده و صفحه با رویه آلومینیومی کمترین میزان انرژی ویژه جذب شده را به خود اختصاص داده است. در خصوص بیشینه نیروی برخورد و بیشینه جابجایی میانی صفحه، رویه متعامد عملکرد بهتری دارد. لذا بسته به کاربرد صفحات ساندویچی استفاده از رویه های کامپوزیتی (شبه همسانگرد یا متعامد) بجای رویه آلومینیومی در طراحی سازه-های جاذب انرژی توصیه می گردد.

    کلیدواژگان: ضربه سرعت پایین، ورق ساندویچی کامپوزیت، فوم آلومینیوم، شکل ضربه-زننده، لایه چینی
  • مهدی زارعی، غلامحسین رحیمی*، میلاد همت نژاد صفحات 1163-1170

    در این تحقیق، یک مدل تحلیلی به منظور بررسی ارتعاشات آزاد پانل-های ساندویچی مخروطی با هسته مشبک ارایه می شود. از یک روش تحلیلی- تقریبی معادل سازی جدید برای محاسبه پارامترهای سفتی معادل تقویت کننده ها استفاده می-گردد. در این روش، هسته مشبک با یک پوسته مخروطی کامپوزیتی معادل سازی می شود. تقویت کننده ها (هسته) به صورت تیر در نظر گرفته می شوند که قابلیت تحمل ممان های خمشی علاوه بر بار محوری را دارا می باشند. برای این منظور، در ابتدا با استفاده از آنالیز نیرو و ممان بر روی یک سلول واحد، پارامترهای سفتی معادل تقویت کننده ها تعیین می شوند و سپس به منظور دستیابی به سفتی کل سازه، با سفتی های پوسته ها جمع می شوند. با استفاده از روش گالرکین و تیوری کلاسیک دانل، معادلات حاکم بر پوسته ساندویچی استخراج و فرکانس های طبیعی ارتعاش به دست می آیند. به منظور اعتبار سنجی نتایج، یک مدل اجزای محدود سه بعدی نیز در نرم افزار آباکوس ساخته می شود. مقایسه نتایج توافق خوبی را نشان داد و اثبات کرد که مدل تحلیلی، از دقت کافی برای بررسی ارتعاشات سازه های ساندویچی مخروطی با هسته مشبک را داراست. نتایج حاضر جدید بوده و می تواند به عنوان مبنایی برای مطالعات آتی مورد استفاده قرار گیرد.

    کلیدواژگان: ارتعاشات آزاد، پوسته ساندویچی، روش معادل سازی، روش گالرکین، روش اجزای محدود
  • مهدی نجف پور ملاباشی، مجید صفرآبادی*، مجتبی حقیقی یزدی صفحات 1171-1176

    برای جلوگیری صدمات ناشی از خستگی در تجهیزات و سازه های ترک خورده، ترمیم به عنوان راهکاری مناسب شناخته شده است. از بهترین روش ها برای ترمیم قطعات ترک خورده، استفاده از کامپوزیت های پلیمری و اتصال با استفاده از چسب می باشد. در این مقاله به بررسی اثر کیفیت سطح در عمر خستگی قطعات ترمیم شده با وصله کامپوزیتی پرداخته می شود. صفحه ترک خورده از آلومینیوم 1050 با ترک لبه ای می باشد و ترمیم مورد استفاده به صورت یک طرفه بوده است. از الیاف شیشه حصیری شکل به عنوان وصله و از چسب آرالدیت برای اتصال وصله به قطعه ترک خورده استفاده شده است. نتایج آزمایش تجربی نشان می دهد که ایجاد زبری کم با استفاده از کاغذ سنباده 600 می تواند باعث افزایش عمر % 7 در قطعات ترمیمی شود. اما با افزایش مقدار زبری از این مقدار، عمر قطعات از حالت پایه (حالت زبر نشده) کمتر می گردد؛ تا جایی که قطعات زبر شده با کاغذ سنباده 40 منجر به کاهش عمر در حدود % 25 می گردد.

    کلیدواژگان: وصله کامپوزیتی، رشد ترک خستگی، زبری، اتصال چسبی، فاکتور شدت تنش
  • علی فروغی، محمدرضا قضاوی* صفحات 1177-1188

    در این مقاله، باهدف بهبود عملکرد سیستم های بایژیروسکوپیک، ارتعاشات و پایداری یک تیر مدرج محوری با جفت حرکت های محوری و دورانی تحت بارمحوری مطالعه شده است. همچنین، یک مطالعه پارامتریک مفصل به منظور توضیح اثر فاکتورهای کلیدی مختلف مانند نرخ درجه بندی محوری مواد، نوع توزیع مواد، ضریب ویسکوزیته، چرخش و حرکت عبوری کوپل بر مشخصات دینامیکی سیستم انجام شده است. فرض شده است مشخصات مادی سیستم در راستای طولی به صورت خطی یا نمایی تغییر می کنند. با استفاده از تکنیک گسسته سازی گالرکین و تحلیل مقدار ویژه، سرعت های محوری و چرخشی بحرانی سیستم به دست می آیند. یک روش تحلیلی نیز برای شناسایی آستانه های ناپایداری سیستم به کاربرده شده است. نقشه های پایداری سیستم آزموده شدند و برای اولین بار در این مقاله نشان داده شده است که با تنظیم صحیح درجه بندی محوری مواد می توان روند تکامل پایداری سیستم را تغییر داد. نتیجه شده است که تغییرات پارامترهای گرادیان چگالی و مدول الاستیک اثرهای متضاد بر محدوده های دایورژنس و فلاتر سیستم دارند. همچنین نتایج نشان داده اند که با تعیین هم زمان گرادیان چگالی و مدول الاستیک در راستای طولی می توان اثرات ناپایدارکننده نیروی محوری فشاری را تقلیل داد..

    کلیدواژگان: تیر متحرک محوری و چرخان، مواد مدرج تابعی محوری، تحلیل دایورژنس و فلاتر، نقشه پایداری، ارتعاشات کوپل
  • میلاد آقالاری، فرشاد حیدری، کریم شلش نژاد*، تاجبخش نوید چاخرلو صفحات 1189-1196

    پلیمر اکریلونیترایل-بوتادین-استایرن (ABS) به دلیل برخورداری از خواص نسبتا خوب مکانیکی، کاربرد های زیادی در تولید محصولات پلاستیکی دارد. از سوی دیگر، جریان پذیری پایین ABS، امکان قالبگیری محصولات نازک را سلب می کند. در این پژوهش، برای افزایش فرایندپذیری، پلیمر پلی بوتیلن ترفتالات (PBT) به ABSافزوده شد. افزون بر این، از نانولوله های کربنی (CNT) برای بهبود مقاومت مکانیکی استفاده شد. آمیخته های ABS/PBT در سه درصد وزنی مختلف (90/10, 80/20, 70/30) و نانوکامپوزیت های بر پایه آمیخته (80/20) ABS/PBT حاوی 0.1، 0.3 و 0.5 درصد وزنی نانولوله های کربنی با استفاده از دستگاه اکسترودر دوپیچه و دستگاه قالب گیری تزریقی تولید شد. خواص مکانیکی شامل مقاومت کششی، خمشی و ضربه ای، و نیز شکل شناسی و جریان پذیری نمونه های مختلف مطالعه شد. افزودن 10، 20 و 30 درصد وزنی PBT به ABS، شاخص جریان مذاب (MFI) را به ترتیب 25، 58 و 78 درصد نسبت به ABS خالص افزایش داد. حضور فاز PBT در زمینه ABS باعث افزایش استحکام کششی و خمشی شد، ولی مقاومت به ضربه شکافدار را کاهش داد. بکارگیری نانولوله های کربنی در ABS/PBT باعث بهبود خواص مکانیکی شد. بیشترین مقاومت کششی در نانوکامپوزیت حاوی 0.5 درصد وزنی نانولوله های کربنی، و بیشترین مقاومت خمشی و ضربه ای نیز در نانو کامپوزیت حاوی 0.3 درصد وزنی نانولوله های کربنی مشاهده شد. نتایج آزمون های شکل شناسی، اثر قابل توجه نانولوله های کربنی بر شکل شناسی شکست نمونه های نانوکامپوزیتی را نشان داد.

    کلیدواژگان: نانوکامپوزیت، نانولوله کربنی، خواص مکانیکی، جریان پذیری ذوب
  • ابوالفضل بابازاده، محمدجعفر حداد*، مجید صفرآبادی صفحات 1197-1206

    کامپوزیت ها، از جمله مواد مهندسی هستند که به دلیل دارابودن خواص مهمی نظیر نسبت استحکام به وزن بالا، مقاومت به خوردگی و دامنه گسترده تغییر در خواص فیزیکی و مکانیکی، مورد توجه پژوهشگران قرار گرفته اند. از راه های بهبود و دستیابی به خواص برتر، اصلاح و بهینه سازی فرآیند تولید و توجه به استفاده از نانوذرات، به عنوان مقاوم ساز در این مواد، است. در همین راستا، روش ریخته گری گردابی به عنوان یکی از روش های توزیع ذرات مقاوم ساز در مذاب، در نظر گرفته شده و با توجه به خواص نانوذرات پایه کربنی، از سه درصد وزنی 0.01، 0.05 و 0.1 از نانوصفحات گرافن و نانو تیوب کربن به عنوان ذرات مقاوم ساز در آلیاژ اولیه A356 استفاده شد. با چندین مرتبه سعی و خطا، مناسب ترین شرایط برای اضافه کردن مقاوم سازها به مذاب حاصل شد. این شرایط شامل سرعت چرخش همزن گرافیتی، RPM 500 به مدت یک دقیقه به صورت متوالی و در دمای 740 درجه سانتیگراد حاصل شد. آنالیز عنصری، فازی و بررسی های ریزساختاری، توزیع و ایجاد نانوذرات مقاوم ساز را در زمینه کامپوزیت تایید کرد. آزمون کشش، بهبود استحکام تسلیم، نهایی و شکست را نشان داد، به گونه ای که حداکثر افزایش استحکام و ازدیاد طول، با استفاده از 0.1 درصد وزنی گرافن، 28% و 2.6% بوده است. هم چنین با استفاده از 0.1 درصد وزنی نانوتیوب کربن، سختی نانوکامپوزیت تا 88.4 ویکرز افزایش یافته که بهبود 33% را نسبت آلیاژ بدون مقاوم ساز نشان می دهد. افزایش همزمان استحکام و کرنش از مهم ترین نتایج این پژوهش است.

    کلیدواژگان: گرافن، کامپوزیت، ریخته گری گردابی، همزن، نانوتیوب کربن
  • مهدی وحدتی* صفحات 1207-1216

    یکی از روش های جدید برای بهبود خواص مکانیکی لایه های سطحی، فرآوری اصطکاکی اغتشاشی (FSP) است. در صورتی که فرآیند FSP به همراه یک ماده مصرفی انجام شود، این فرآیند جدید تحت عنوان آلیاژسازی اصطکاکی اغتشاشی (FSA) شناخته می شود. از این رو در پژوهش پیش رو، کامپوزیت های سطحی Al7075 با به کارگیری ذرات تقویت کننده از جنس آلومینا، با استفاده از این فرآیند و منطبق بر اصول طراحی آزمایش، تولید شدند . بدین منظور، روش RSM به عنوان روش طراحی آزمایش، انتخاب گردید و متغیرهای: سرعت دورانی ابزار، نرخ پیشروی ابزار، قطر شانه ابزار و اندازه ذرات تقویت کننده به عنوان متغیرهای ورودی فرآیند، تعیین شدند. نتایج حاصل از آنالیز واریانس و تحلیل رگرسیون داده-های حاصل از آزمون های تجربی، صحت و دقت معادلات رگرسیون را مورد تایید قرار داد و نشان داد که نرخ پیشروی ابزار، قطر شانه ابزار و اندازه ذرات تقویت کننده با تاثیرات خطی و مرتبه دوم، بر استحکام کششی و انعطاف پذیری نمونه های کامپوزیتی موثر هستند. همچنین، در صورتی که سرعت دورانی ابزار در مقدار 800 rpm تنظیم شود، افزایش قطر شانه ابزار از 9 mm به15 mm باعث افزایش 17.97 درصدی استحکام کششی نمونه های کامپوزیتی می شود. علاوه بر این، کاهش نرخ پیشروی ابزار از 60 mm/min به 20 mm/min و کاهش اندازه ذرات آلومینا از 50 میکرون به 20 میکرون، به ترتیب موجب افزایش انعطاف پذیری نمونه های کامپوزیتی به میزان 1.85 % و 5.04 % می شود. در پایان، با دستیابی به مقدار بیشینه تابع مطلوبیت (0.915)، شرایط بهینه متغیرهای ورودی فرآیند تعیین شد و با اجرای آزمون صحه گذاری، به تایید رسید.

    کلیدواژگان: بهینه سازی، کامپوزیت سطحی، استحکام کششی، انعطاف پذیری، آلیاژسازی اصطکاکی اغتشاشی
  • مهدی زارعی، غلامحسین رحیمی* صفحات 1217-1226

    در این مقاله، مدلی تحلیلی براساس یک تکنیک معادل سازی جدید جهت پیش بینی کمانش کلی پوسته های ساندویچی مخروطی با هسته مشبک تحت بار محوری ارایه شده است. سازه ساندویچی از دو پوسته مخروطی داخلی و خارجی به همراه هسته ای مشبک از تقویت کننده ها که ما بین این دو پوسته قرار می گیرند، تشکیل می-شود. از یک روش تحلیلی-تقریبی معادل سازی توسعه یافته جهت معادل کردن هسته مشبک با یک پوسته کامپوزیتی استفاده می گردد. در ابتدا سفتی معادل هسته مشبک با استفاده از آنالیز نیرو و ممان بر روی یک سلول واحد از ساختار مشبک به دست می آید و سپس با استفاده از روش جمع آثار و به منظور دستیابی به سفتی کل سازه، با سفتی های پوسته ها جمع می-شوند. معادلات حاکم بر پوسته ساندویچی بر اساس تیوری کلاسیک دانل استخراج می شوند. از روش گالرکین برای محاسبه بارکمانش پوسته های ساندویچی مخروطی استفاده می شود. جهت صحت سنجی نتایج روش تحلیلی، یک مدل اجزای محدود سه بعدی نیز در نرم افزار آباکوس ساخته می-شود. مقایسه نتایج نشان داد که دو روش مذکور تطابق خوبی با هم داشته و مدل تحلیلی از دقت کافی برای پیش بینی رفتار کمانشی پوسته های مخروطی ساندویچی با هسته مشبک برخوردار است.

    کلیدواژگان: کمانش کلی، پوسته ساندویچی، روش معادل سازی، روش گالرکین، روش اجزای محدود
  • محسن مالمراد، خسرو رحمانی*، روح الله سرفراز صفحات 1227-1233

    در این مقاله، استحکام خزشی کامپوزیت هیبریدی مورد استفاده در نسل جدید هادی های پرظرفیت خطوط انتقال برق در دماهای عملکردی پیش بینی شده است. میله های کامپوزیت هیبریدی مورد استفاده در مغزی این هادی ها به صورت تک جهتی و متشکل از هسته کربن-اپوکسی و پوسته شیشه-اپوکسی به روش پالتروژن ساخته شده اند. جهت تعیین مقادیر مدول ذخیره و مدول اتلاف بر حسب دما، آنالیز دینامیکی-مکانیکی بر روی نمونه های برش داده شده از هسته کربن-اپوکسی در فرکانس های مختلف صورت گرفته است. همچنین آزمون خمش سه نقطه ای متناسب با دمای کارکرد هادی ها، در چند دمای مختلف با نرخ بارگذاری ثابت بر روی نمونه های میله ای کامپوزیت هیبریدی انجام شده است. با استفاده از اصل برهم-نهی دما-زمان و استفاده از نتایج آنالیز دینامیکی-مکانیکی، نمودار مادر مدول ذخیره در دمای مرجع دلخواه ایجاد شده است. با استفاده از عامل انتقال دما-زمان بدست آمده از نمودار مادر مدول ذخیره و نیز استحکام های خمشی کامپوزیت هیبریدی در دماهای مختلف، نمودار مادر استحکام خمشی با نرخ کرنش ثابت ساخته شده است. سپس با استفاده از روش های موجود، نمودار مادر استحکام خزشی در دمای کاری دلخواه رسم شده است که می تواند جهت ارزیابی دوام هادی های مذکور در صنعت انتقال برق مورد استفاده قرار گیرد. پیش بینی عمر خزشی در شرایط بارگذاری حدی نشان می دهد که این هادی ها رفتار خزشی خوبی در شرایط عملکردی در مدت طولانی دارند.

    کلیدواژگان: کامپوزیت هیبریدی، خزش، آنالیز دینامیکی-مکانیکی، دما
  • علی اسمعیلی، فتح الله طاهری بهروز* صفحات 1235-1242

    در دهه های اخیر، استفاده از مواد کامپوزیتی در سازه های مهندسی به طور چشم گیری افزایش یافته است. بنابراین درک ساختار و مکانیزم های آسیب در این مواد ضروری است. در میان آسیب های رایج مواد کامپوزیتی، آسیب تورق یا جدایش بین لایه ای از مودهای خطرناک آسیب است. مدل ناحیه چسبناک یکی از ابزارهای مناسب برای بررسی و تحلیل پدیده تورق در کامپوزیت های لایه ای است. مدل ناحیه چسبناک با ردیابی آسیب از شروع تا تکامل آن، به تحلیل تورق می پردازد. در مدل ناحیه چسبناک، ناحیه پشت نوک ترک که در آن نیروهای چسبنده فعال هستند، از اهمیت بالایی برخوردار است. این ناحیه به طور مستقیم تحت تاثیر مود بارگذاری، انرژی شکست، تنش بیشینه ناحیه چسبناک، مدول الاستیک موثر و هندسه سازه است. مدل های بسیاری برای تخمین طول ناحیه چسبناک پیشنهاد شده است. در این پژوهش طول ناحیه چسبناک در مود بارگذاری یک و دو خالص، با استفاده از تحلیل اجزای محدود در نرم افزار آباکوس استخراج شد. این نتیجه ها با مدل های تحلیلی تخمین طول ناحیه چسبناک مقایسه شد. در مدل هایی که علاوه بر اثر نوع ماده، اثر هندسه سازه نیز در تخمین طول ناحیه چسبناک در نظر گرفته شد، تخمین دقیق تری از طول این ناحیه مشاهده شد

    کلیدواژگان: (مدل ناحیه چسبناک، طول ناحیه چسبناک، جدایش بین لایه ای در کامپوزیت ها
  • امیر امینی زازرانی، علیرضا فرجی*، مهدی محمدی مهر صفحات 1243-1254
    موضوع کاهش نوسانات صفحات خورشیدی ماهواره ها که بیشترین سطح تماس را با تشعشعات خورشیدی و نیروهای آیرودینامیکی دارند، دارای اهمیت است. استفاده از ساختارهای کامپوزیتی تقویت شده با نانولوله-های کربنی بر استحکام این صفحات می افزاید. از جمله نیروهای اغتشاشی تاثیرگذار بر صفحات خورشیدی، نیروهای آیرودینامیکی و تشعشعات خورشیدی است که می توان به کمک پیزوالکتریک ها و طراحی کنترل کننده مستقل از سیستم کنترل ماهواره برای آنها، نوسانات را کاهش داد. پیزوالکتریک ها المان هایی با قابلیت کنترل فعال هستند که به دو صورت سنسور و عملگر مورد استفاده قرار می گیرند و مدل دقیق و کارا از خواص فیزیکی، الکتریکی و الاستوالکتریک آن ها مورد نیاز است. در این مطالعه ، ابتدا مدل دینامیکی صفحه ی دارای ساختار جدید در فضای حالت بدست آمده و معادلات خطی سازی شده است. سپس کنترل کننده فعال تنظیم کننده خطی-درجه دوم برای آن طراحی شده است. نتایج شبیه سازی نشان دهنده کاهش نوسانات صفحه و رفتار مقاوم کنترل کننده پیشنهادی در برابر انواع عدم قطعیت و اغتشاشات محیطی وارده به صفحه است.
    کلیدواژگان: کنترل فعال، صفحه کامپوزیتی تقویت شده با نانولوله کربنی، کاهش نوسانات، وصله های پیزو الکتریک، بستر الاستیک
  • امیرابراهیم اکبری بقال، احمد ملکی*، رامین وفائی پور سرخابی صفحات 1255-1262

    در تحقیق حاضر با استفاده از تست های تجربی و شبیه سازی المان محدود، رفتار بیرون کشیدگی الیاف حافظه دار شکلی از بتن پلیمری مطالعه می شود. جهت انجام شبیه سازی ها از روش المان محدود سه بعدی استفاده شده و رفتار سوپرالاستیک الیاف حافظه دار شکلی توسط سابروتین یومت در نرم افزار آباکوس تعریف می شود. به منظور در نظر گرفتن فرضیات واقع بینانه تر، اندرکنش الیاف و بتن با استفاده از مفهوم ناحیه انتقالی سطح مشترک شبیه سازی شده که پارامترهای آن با استفاده از روش المان محدود معکوس و استفاده از نتایج تست تجربی انجام پذیرفته بر روی یک نمونه الیاف به دست آمده است. پس از صحت سنجی نتایج با استفاده از تست های تجربی، تاثیر قطر و طول مدفون شدگی بر رفتار چسبندگی این نوع الیاف با بتن مطالعه شده است. در نهایت، به منظور بررسی عملکرد الیاف حافظه دار شکلی، رفتار بیرون کشیدگی این نوع الیاف با الیاف فولادی متناظر نیز مقایسه شده است. نتایج نشان می دهد برای الیاف با قطر 0.5mm، با افزایش طول مدفون شدگی از 10mm به 30mm نیروی بیرون کشیدگی برای الیاف حافظه دار شکلی و فولادی به ترتیب در حدود 17% و 12% افزایش می یابد. بر این اساس، مشاهده می شود که استفاده از الیاف حافظه دار شکلی پارامترهای موثر بیرون کشیدگی الیاف از بتن را تا حد قابل توجهی بهبود می بخشند که علت این امر را می توان در نیروهای چسبندگی سطحی قوی بین الیاف حافظه دار شکلی و بتن دانست.

    کلیدواژگان: الیاف حافظه دار شکلی، رفتار بیرون کشیدگی، بتن، المان محدود، نیروی چسبندگی
  • مریم محمدزاده، بهنام داودی* صفحات 1263-1270
    کامپوزیت ها به دلیل استحکام بالا و وزن کم در انواع مختلفی از سازه ها از جمله توربین ها، موشک ها، اتومبیل ها و موارد دیگر کاربرد دارند و ممکن است تحت بارگذاری دینامیکی قرار گیرند. بنابراین به منظور طراحی مناسب سازه، اطلاع از رفتار مکانیکی مواد کامپوزیتی در بارگذاری های دینامیکی مهم می باشد. دستگاه تست هاپکینسون فشاری ابزاری بسیار مناسب برای مطالعه ی رفتار دینامیکی مواد در نرخ کرنش های بالا می باشد. در این مقاله اصول طراحی دستگاه هاپکینسون فشاری برای نمونه های کامپوزیتی بررسی و به منظور تعیین رفتار دینامیکی اینگونه مواد، این دستگاه در کد تجاری آباکوس شبیه سازی شده است. رفتار نمونه ی کامپوزیتی S-2 glass/sc15 epoxy در جهت ضخامت توسط دستگاه هاپکینسون فشاری طراحی شده شبیه سازی شده است. برای ایجاد شکل موج حادثه مناسب و برقراری شرط نرخ کرنش ثابت و تعادل تنش دینامیکی، پارامترهای تاثیرگذار از جمله قطر و ضخامت شکل دهنده پالس و طول میله ی ضربه زن مورد مطالعه قرار گرفته است. همچنین با مقایسه ی امواج حاصل از شبیه سازی با نتایج تجربی این نمونه کامپوزیتی، شبیه سازی دستگاه هاپکینسون فشاری صحت سنجی شده است. در نهایت با استفاده از شکل دهنده موج از جنس مس با ابعاد مناسب، موج حادثه مناسب برای نمونه S-2 glass/sc15 epoxy در دو نرخ کرنش s-1 550 و s-1 2250 ایجاد شده است که شرایط نرخ کرنش ثابت و تعادل دینامیکی در دو نرخ کرنش برقرار شده است.
    کلیدواژگان: دستگاه تست هاپکینسون فشاری، رفتار دینامیکی کامپوزیت، نرخ کرنش بالا، شکل دهنده پالس، کامپوزیتS-2 glass، sc15 epoxy
  • مریم جمشیدی، ایمان سلیمی نژاد، محمد گلزار*، امیرحسین بهروش صفحات 1271-1278
    فناوری چاپ سه بعدی یکی از روش های نوین ساخت است که می تواند برای ساخت ساختارهای تاشونده مورد استفاده قرار گیرد. ساختارهای تاشو به صورت مسطح ساخته شده و با اعمال محرک به شکل های سه بعدی تغییرشکل می یابند. فرایند لایه نشانی مذاب یکی از مرسوم ترین و ارزان ترین فرایندهای چاپ سه بعدیست که در این پژوهش موثرترین پارامترهای این فرایند مورد بررسی قرار گرفتند. به این منظور ابتدا با طراحی آزمایش به روش تاگوچی مقادیر بهینه پارامترهای چاپ شامل الگوی چاپ، ضخامت هر لایه، درصد پر شدن و دمای نازل برای رسیدن به حداکثر تغییرشکل (انحنا) مشخص شدند. سپس با تنظیم این پارامترها، تاثیر پارامتر سرعت چاپ و ضخامت کل بر انحنا بررسی شد. نتایج نشان داد با افزایش سرعت چاپ انحنا افزایش و با افزایش ضخامت کل انحنا کاهش می یابد. همچنین با فرض اینکه انحنا تنها ناشی از تغییرات حرارتی است روابط با استفاده از نظریه کلاسیک لایه ای استخراج و با نتایج تجربی مقایسه شد. این مقایسه نشان داد که تنها تغییرات حرارتی عامل ایجاد انحنا نیست و به نظر می رسد عوامل دیگری مانند تنش های پسماند و خاصیت حافظه شکلی دخیل باشند.
    کلیدواژگان: الگوی چینش، چاپ سه بعدی، تغییرشکل، تئوری کلاسیک لمینت، فعال سازی حرارتی
|
  • Maryam Delavari, Mehdi Pourabdoli *, Hadiseh Hosseini Monfared Pages 1137-1144
    In this research, Co3O4-5 wt.% Al2O3 composite was prepared by two different methods including milling of oxide mixtures (first method) and mixing of pre- milled cobalt oxide and iron oxide (second method). Then, particle morphology, average particle size, Al2O3 distribution, and thermal energy storage capacity were investigated by Field Emission Scanning Electron Microscopy (FE-SEM) , Energy Dispersive X-ray Spectroscopy (EDS), and Thermal Gravimetric Analysis (TGA) methods. The results showed that samples prepared by first method during short milling time (less than one hour), generally showed better energy storage capacity (equivalent to 2 wt. % of O2 storage) than the samples prepared by second method in the short milling time(equivalent to 1-1.5 wt. % of O2 storage). It was while that samples prepared in long milling time (16 h) by second method had higher energy storage capacity (equivalent to 2-6 wt. % of O2 storage) than samples prepared by first method (equivalent to 2 wt. % of O2 storage) in similar ball milling time. Among the samples prepared by second method, the samples prepared by 16-h milled cobalt oxide showed better redox behavior than the other samples. It was also found that reducing the particle size of the composite powder (reducing the diffusion distance of oxygen atoms) is not necessarily accompanied by improved thermal energy storage capacity.
    Keywords: Thermal Energy Storage, Cobalt oxide, Aluminium oxide, Mechanical milling
  • Mohsen Hafezi, Mehdi Yarmohammad Tooski * Pages 1145-1152
    In this paper, the effect of nano silica on impact resistance of sandwich panels with basalt skin and hybrid sandwich panel with basalt and kevlar skin is investigated. Sandwich panels with a basalt skin consist of four layers of basalt fabric as the top and bottom skins which the foam core is located between them. Sandwich panels with a hybrid skin consist of four layers of basalt/Kevlar/Kevlar/basalt fabric as the top and bottom skins which the foam core is located between them. Kevlar fabrics with a density of 200 g /m2, basalt fabrics with a density of 350 g /m2, a polyurethane foam with a density of 140 g/cm2, EPR1080 epoxy resin and different weight percentages of nano silica were used to make sandwich panels. All panels are fabricated using Hand Lay-up method. Ultrasonic device was also used for homogenization and better dispersion of nano silica in epoxy matrix. Low velocity impact tests were performed using drop weight equipment at constant impact energy on the specimens. The results showed that the addition of nano into the sandwich panel improved the impact resistance and the maximum contact force is related to the sandwich panel with 1.1% nano silica.
    Keywords: Hybrid sandwich panel, Nano silica, Low velocity impact, Kevlar, Basalt
  • Mohammad Amin Torabizadeh * Pages 1153-1162

    In this paper, we investigated the effect of impactor shape and surface layer on composite sandwich plates under the impact of drop weight. The core material of the sandwich plate was A356 aluminum foam reinforced with SiC particles produced by the fusion method using the CaCO3 foam-forming agent. The plates were made of E-glass / epoxy with the quasi-isotropic and orthogonal layout as well as a pure aluminum layer. For the impact test, the drop weight impact device was used and to investigate the effect of the impactor shape spherical, parabolic and cone impactor manufactured. Some of the effective parameters for evaluating the material behavior under impact loads including maximum impact force, maximum displacement, and the amount of specific absorbed energy of the plate for different states, were investigated. The results showed that the higher the radius of impactor curvature, the greater the impact force would be. Also, the plates with a quasi-isotropic composite had the highest specific energy absorbed and the aluminum plate have the lowest amount of particular energy absorbed. In terms of maximum impact force and maximum mid-plate displacement, the cross-ply layout skin layer worked better. Therefore, depending on the application of sandwich plates, the use of composite skin (quasi-isotropic or cross-ply) surfaces instead of aluminum in the design of energy-absorbing structures was recommended.

    Keywords: Low velocity impact, Composite Sandwich Sheet, Aluminum Foam, Impactor Shape, Layout
  • Mehdi Zarei, Gholamhossein Rahimi *, Milad Hemmatnezhad Pages 1163-1170

    In this study, an analytical model was presented for investigating the free vibrations of sandwich conical shells with lattice cores. A novel smeared method was employed to determine the stiffness contribution of the stiffeners. In this approach, the lattice core was approximated with an equivalent composite conical shell. The stiffeners were considered as a beam which support the shear loads and bending moments in addition to the axial loads. For this purpose, the stiffness contribution due to the stiffeners was firstly determined through the forces and moments analysis of a unit cell and then superimposed with those of the inner and outer skins in order to obtain the stiffness parameters of the whole structure. The governing equations were deduced using the classical shell theory of Donnell type and Galerkin method. In order to validate the analytical results, a 3-D finite element model was also created using ABAQUS software. Comparison of the results, revealed good agreements between the two approaches and demonstrated that the proposed analytical model is qualified enough to investigate the free vibrational behavior of sandwich conical shells with lattice cores. Results given are novel and can be used as a benchmark for future studies.

    Keywords: Free Vibrations, Sandwich conical shell, smeared method, Galerkin method, FEM
  • Mahdi Najafpour Mollabashi, Majid Safarabadi *, Mojtaba Haghighi Yazdi Pages 1171-1176

    To prevent fatigue damages in cracked equipment and structures, the repair is known as a proper method. One of the best practices for repairing cracked plates is using polymer composites with adhesive bonding joints. In this paper, the effects of surface finishing on fatigue life of repaired plates with the composite patch were investigated. The single edge cracked plate was made of aluminum 1050 and the repair was applied for one side of the plate. The woven fiberglass was used as a patch and it was jointed to the cracked plate by Araldite adhesive. In this case, the roughened surface by sandpaper No.40 increased the plate properties by 55%. Also, the experimental results revealed that making low roughness on the cracked plate using sandpaper No.600 increases the life cycles by 7%. However, a higher value of roughness reduced the life cycles of repaired plates compared to the base case (plates without roughness) up to 25%.

    Keywords: Composite patch, Fatigue crack propagation, Roughness, Cohesive joint, stress intensity factor
  • Ali Forooghi, Mohammad Reza Ghazavi * Pages 1177-1188

    To improve the performance of the bi-gyroscopic systems, vibration and stability of an axially graded beam with both axial and rotational motion subjected to axial load have been studied. In addition, a detailed parametric study was performed to explain the effect of various key factors such as range of axial graded of materials, type of material distribution, viscosity coefficient, rotation and axial motion on the dynamic of the system. It was assumed that the material properties of the system change linearly or exponentially in the longitudinal direction. The critical axial and rotational speeds of the system were obtained by using the Galerkin discretization technique and eigenvalue analysis. An analytical method was used to identify system instability thresholds. The stability graphs were inspected. For the first time in this paper, it was verified that the stability evolution of the structure could be changed by properly regulating the axial graded of the material. It was concluded that changes in density gradient parameters and elastic modulus have opposite effects on the divergence and flutter boundaries of the system. Also, the destabilizing influences of compressive axial load can be reduced by determining the density gradient and elastic modulus in the longitudinal direction, simultaneously.

    Keywords: Axially moving, rotational beam, Axially functionally graded material, Coupled vibrations, Divergence, flutter, Stability map
  • Milad Agalari, Farshad Heidari, Karim Shelesh-Nezhad *, Tajbakhsh Navid Pages 1189-1196

    Acrylonitrile-butadiene-styrene (ABS) polymer owing to its relatively good mechanical properties is broadly used in the production of plastic products. However, ABS low fluidity prevents molding of thin-walled products. In this study, poly (butylene terephthalate) (PBT) was applied into ABS to enhance fluidity. In addition, carbon nanotubes utilized to promote mechanical performances. ABS/PBT blends of three different weight percentages (90/10, 80/20, 70/30) and nanocomposites based on ABS/PBT (80/20) blend containing 0.1, 0.3 and 0.5 wt. % of carbon nanotubes were prepared by employing a twin-screw extruder and an injection molding machine. The mechanical properties including tensile, flexural and impact resistance along with morphology and fluidity of different samples were investigated. The presence of 10, 20 and 30 wt.% PBT in ABS elevated the melt flow index as much as 25, 58 and 78% respectively as compared to pure ABS. The inclusion of PBT enhanced tensile and flexural strengths but reduced notched impact resistance. The existence of carbon nanotubes in ABS/PBT improved mechanical properties. The highest tensile strength was observed in nanocomposite containing 0.5 wt.% carbon nanotubes. The maximum flexural strength and impact resistance were observed in nanocomposite containing 0.3 wt.% carbon nanotubes. SEM studies showed the significant effect of CNT inclusion on the fracture morphology of nanocomposite samples.

    Keywords: Nanocomposite, Carbon Nanotube, Mechanical properties, Melt fluidity
  • Abolfazl Babazade, Mohammadjafar Hadad *, Majid Safarabadi Pages 1197-1206

    One of the methods to improve and achieve superior properties, is to modify and optimize the Manufacturing Process and to consider the use of nanoparticles as reinforcements in these materials. In this regard, stir casting method is considered as one of the methods of distribution of refractory particles in the melt and three percent by weight of 0.01, 0.05 and 0.1% of graphene nameplates and carbon nanotubes as reinforcements particles added to The primary alloy A356, due to the properties of carbon based nanoparticles. The optimum conditions, including the rotational speed of the graphite mixer, 500 RPM, were obtained for one-minute mixing in a row, at 740⁰C. The results of elemental, phasic and microstructural analysis, confirmed, the distribution correctly of reinforcements nanoparticles in the composite matrix. The tensile test showed, an increase in yield, ultimate and fracture strength, and also strain, so that the maximum increase in strength and strain using 0.1 wt.% graphene, was 28% and 2.6%, respectively. Also, by using 0.1 wt.% carbon nanotube, the nanocomposite hardness increased to 88.4 Vickers, indicating a 33% improvement in the ratio of non-reinforced alloy.

    Keywords: Graphene, Composite, Stir casting, nanotube carbon
  • Mahdi Vahdati * Pages 1207-1216

    One of the new methods to improve the mechanical properties of surface layers is the friction stir processing (FSP). If the FSP process is carried out with a consumable material, this new process is known as the friction stir alloying (FSA). Therefore in this research, the Al7075 surface composites by using reinforcing particles (Al2O3) were produced based on this process in accordance with the DOE approach. So, the RSM was selected as the experiment design method and variable factors such as: tool rotational speed, tool feed rate, tool shoulder diameter and size of reinforcing particles were determined as the input variables. The results of ANOVA and regression analysis of experimental data approved the accuracy of regression equations and showed that the tool feed rate, tool shoulder diameter and size of reinforcing particles with linear and second-order effects, affect on the tensile strength and ductility of the composite specimens. Also, if the tool rotational speed is set at 800 rpm, increasing the tool shoulder diameter from 9 mm to 15 mm will increase the tensile strength of the composite specimens by 17.97%. In addition, lowering the tool feed rate from 60 mm/min to 20 mm/min and reducing the size of alumina particles from 50 micron to 20 micron, will increase the ductility of composite specimens by 1.85% and 5.04%, respectively. Finally, by achieving maximum value of desirability function (0.915), the optimal condition of input variables was determined. In addition, the optimal condition has been confirmed by implementing the verification test.

    Keywords: Optimization, Surface composite, Tensile strength, Ductility, Friction stir alloying
  • Mehdi Zarei, Gholamhossein Rahimi * Pages 1217-1226

    In the present paper, an analytical model was presented according to a novel smeared stiffener approach in order to predict the global buckling load of composite sandwich conical shells with lattice core subjected to axial compression loading. The sandwich panel was made up of two skins and a lattice core. A smeared method was developed to approximate the lattice core with an equivalent composite shell. First, using the forces and moments analyses of a unit cell, the stiffness contribution due to the lattice were determined and then superimposed with those of the inner and outer skins in order to obtain the stiffness parameters of the whole panel. The governing equations were extracted according to the classical shell theory of Donnell type. Galerkin method was employed to obtain the buckling loads of the composite sandwich conical shells. A 3-D finite element model was also created using ABAQUS software in order to validate the analytical results. The comparison of the results indicated a good agreement between the two implemented methods and revealed that the proposed analytical model is accurate enough to predict the buckling behavior of sandwich conical shells with lattice core.

    Keywords: Global buckling, Sandwich conical shell, smeared method, Galerkin method, FEM
  • Mohsen Malmorad, Khosrow Rahmani *, Roohollah Sarfaraz Pages 1227-1233

    In this paper, the creep strength of hybrid composites used in the new generation of power transmission line conductors is predicted. The hybrid composite rods consist of carbon fiber/epoxy composite core surrounded by a glass fiber/epoxy composite shell. The hybrid rods were fabricated by using the pultrusion process. Dynamic mechanical analysis was carried out at various frequencies on specimens cut from the carbon/epoxy fiber composite core. In addition, the hybrid composite rods were subjected to three-point bending experiments at constant loading rate and different temperatures. The master curve of the storage modulus corresponding to carbon/epoxy composite core was derived at the desired reference temperature based on the time-temperature superposition principle. Consequently, the master curve of the constant strain rate flexural strength was constructed using the time-temperature shift factors and the monotonic flexural strengths of hybrid composites at different temperatures. Based on these data, the creep strength master curve was developed at the operating temperature. The prediction of creep life based on the constructed master curve shows a proper response of these conductors at service condition.

    Keywords: hybrid composites, Creep, DMA, Temperature
  • Ali Esmaili, Fathollah Taheri-Behrooz * Pages 1235-1242

    In recent decades, the use of composite materials in engineering structures has increased dramatically.. Therefore, it is necessary to understand the structure and mechanisms of damage to these materials. Among the most common damages in composite materials, delamination is one of the catastrophic failure modes. Cohesive zone model is one of the appropriate tools for analyzing the phenomenon of delamination in the laminated composites. The cohesive zone model analyzes the delamination by tracking the damage from its onset to its evolution. In the cohesive zone model, the area behind the crack tip, where the cohesive forces are active, is of great importance. This zone is directly affected by loading mode, fracture energy and cohesive strength, active elastic modulus, and structural geometry. Many models have been proposed to estimate the length of the cohesive zone. In this study, the length of the cohesive zone in first and second pure mode was obtained by using finite element analysis in Abaqus software. The results of the simulation were compared with the analytical models for estimating the length of the cohesive zone. It was observed a more accurate estimate of the cohesive zone length in models that consider the material type and effect of structural geometry.

    Keywords: Cohesive zone model, Cohesive Zone Length, Delamination in Composites
  • Amir Amini, Alireza Faraji *, Mehdi Mohammadimehr Pages 1243-1254
    The issue of reducing the oscillations of the solar panels of satellites, which have the highest level of contact with solar radiation and aerodynamic forces, is important. Using of composite structures reinforced with carbon nanotubes increases the strength of these plates. The solar panels are vibrated by aerodynamic forces and solar radiations, and vibrations can be reduced with the help of piezoelectric patches and a controller design independent of the satellite control system. piezoelectric patches are active controllable elements that are used in both sensors and operators, and the use of an accurate and efficient model of their physical, electrical, and elastoelectric properties is required. In this study, first the dynamic model of the plate with a new structure in the state space is obtained and the equations are linearized. Then an active linear quadratic regulator controller is designed. The simulation results show vibration suppression of the plate and robust performance of the proposed controller in presence of the model uncertainties and environmental disturbances.
    Keywords: Active Control, Composite plate reinforced by carbon nanotube, Vibration Suppression, Piezoelectric patches, Elastic foundation
  • Amir Ebrahim Akbari Baghal, Ahmad Maleki *, Ramin Vafaeipour Sorkhabi Pages 1255-1262

    In the present study, the pullout behavior of shape memory alloy fibers and concrete was studied. To perform the simulations, a three-dimensional finite element method was used and the supralastic behavior of shape memory fibers was defined using UMAT subroutine in ABAQUS software. In order to consider more realistic assumptions, the interaction between fibers and concrete has been simulated using the concept of transitional area of the contact surface. The contact surface parameters were obtained using the inverse finite element method and experimental test data performed on a fiber sample. After validating the results using experimental testing, the effect of diameter parameters and embedded length on the adhesive behavior of this type of fiber with concrete has been studied. Finally, in order to evaluate the performance of shape memory fiber fibers, the pullout behavior of this type of fiber has been compared with the corresponding steel fibers. The results show that for fibers with a diameter of 0.5 mm, with increasing the embedded length from 10 mm to 30 mm, the pullout strength for SMA and steel fibers increases by about 17% and 12%, respectively. Based on this, it was observed that the use of shape memory fibers significantly improves the effective pullout parameters of fiber from concrete, which can be attributed to the strong surface adhesion forces between shape memory fibers and concrete.

    Keywords: Shape memory alloy fibers, Pullout behavior, Concrete, finite element method, adhesive force
  • Maryam Mohamadzadeh, Behnam Davoodi * Pages 1263-1270
    Due to their high strength and low weight, composites are used in various structures, including turbines, missiles, cars, and more, and maybe subjected to dynamic loading. Therefore, to properly design the structure, it is crucial to know the mechanical behavior of composite materials in dynamic loads. The Hopkinson compression tester is a useful tool for studying the dynamic behavior of materials at high strain rates. In this paper, the Hopkinson compression system's design principles for composite samples are mentioned, and to determine the dynamic behavior of such materials, this system by ABAQUS software. The behavior of the S-2 glass/sc15 epoxy composite sample in the thickness direction is simulated by a compression Hopkinson system. To create an appropriate incident waveform and to establish the condition of constant strain rate and dynamic stress equilibrium, effective parameters of pulse shaper included diameter, thickness, and the length of the sticker bar was investigated. By comparing the waves obtained from the simulations with the experimental results of this composite sample, the compression Hopkinson simulation has been validated. Finally, using a copper pulse shaper with appropriate dimensions, the appropriate incident wave for the S-2 glass / sc15 epoxy sample is created at two strain rates of 550 and 2250. The conditions of constant strain rate and dynamic equilibrium are established in two strain rates.
    Keywords: Compression Hopkinson test, Dynamic behavior of composite, High Strain Rate, pulse shaper, S-2 glass, sc15 epoxy composite
  • Maryam Jamshidi, Iman Salimi Nezhad, Mohammad Golzar *, Amir Hossein Behravesh Pages 1271-1278
    3D printing technology is one of the new manufacturing methods that can be used to build folding structures. Folding structures are made flat and deformed into three-dimensional shapes by an actuator. FDM process is one of the most common and cheap 3D printing processes that in this study, the most effective parameters of this process were investigated. For this purpose, the optimal values of printing parameters including printing pattern, thickness of each layer, filling percentage and nozzle temperature to achieve maximum deformation (curvature) were determined by Taguchi experiment design. Then, by adjusting these parameters, the effect of printing speed and total thickness on curvature was investigated. The results showed that with increasing printing speed, the curvature increases and with increasing the total thickness, the curvature decreases. Also, assuming that the curvature is only due to thermal changes, the relationships were extracted using the classical layer theory and compared with the experimental results. This comparison showed that thermal changes alone are not the only cause of curvature and other factors such as residual stresses and shape memory seem to be involved.
    Keywords: Filling Pattern, 3D printing, shape-shifting, CLT, Heat Activation