ORIGINAL_ARTICLE
بررسی اثر مسیر کرنش غیرخطی بر روی خواص مکانیکی ورق فلزی بهمنظور پیشبینی فشار پارگی راپچردیسک کامپوزیتی
در این مقاله برای بررسی اثر شکلدهی در حالت تنش دو محوری بر روی خواص مکانیکی ورق در حالت کشش تکمحوری، چند دیسک تخت فلزی در فرایند هیدروفرمینگ تحت تنش دو محوری متفاوت ناشی از فشار سیال متفاوت شکلدهی شدند. سپس بر روی آنها شیارهایی ایجاد شد تا نوع بارگذاری از حالت تنش دو محوری به کشش تکمحوری تغییر کند. این نمونهها مجدداً تحت فشار سیال قرار گرفتند تا میزان تحمل آنها در برابر فشار سیال در حالت تنشهای تکمحوری تعیین شود. از نتایج این مقاله میتوان فشار پارگی راپچردیسک کامپوزیت را در هر اندازهای با استفاده از شبیهسازی عددی با خطای حدود 8% پیشبینی کرد. راپچردیسک وسیلهای است که با بالارفتن فشار سیال عمل میکند و مانع از آسیبهای ناشی از فشار بیش از اندازه به تجهیزات میشود. در راپچردیسک کامپوزیت مسیر کرنش غیرخطی اتفاق میافتد. درصورتیکه نوع بارگذاری در زمان شکلدهی ورق تغییر کند برای مثال ورق تحت تنش دو محوری تغییر شکل دهد و سپس تحت کشش تکمحوری قرار بگیرد، بیشترین کرنش و نیروی قابلتحمل ورق تغییر خواهد کرد. مقایسهی فشار پارگی نمونههای آنیل شده تحت خلأ با نمونههای مشابه آنیل نشده بعد از کارسختی ناشی از تنش دومحوره، امکان افزایش فشار پارگی بیشتر از 64% را متناسب با میزان کارسختی نشان میدهد. همچنین در این مقاله با استفاده از محاسبات تحلیلی و شبیهسازی، برابری میزان کرنش ناشی از تنش دومحوره در نسبت ارتفاع به قطر شکلدهی (h/d ) یکسان، اثبات شد.
https://www.iranjme.ir/article_133901_f38d491d160409649c1a159d47914603.pdf
2021-06-22
1
11
تنش دو محوری
مسیر کرنش غیرخطی
راپچردیسک
شبیهسازی عددی و تحلیلی
مرتضی
محبی
mohebbi@sru.ac.ir
1
دانشگاه شهید رجایی
AUTHOR
ولی اله
پناهی زاده
v.panahizadeh@srttu.edu
2
استادیار دانشگاه شهید رجایی
LEAD_AUTHOR
محمد
حسین پور
m.hoseinpour@sru.ac.ir
3
دانشیار گروه ساخت و تولید- دانشکده مهندسی مکانیک- دانشگاه شهید رجایی
AUTHOR
ORIGINAL_ARTICLE
ساخت کامپوزیت زمینه گچی با استفاده از الیاف کوتاه باگاس (پسماند نیشکر)
گچ یکی از مصالح ساختمانی پر مصرف و ارزان در صنعت ساختمان سازی است که در عمل تقریبا در هر ساختمانی به شکل های مختلف استفاده می شود. علی رغم داشتن خواص منحصر به فرد، استحکام کم به ویژه در حالت کشش و خمش از جمله نقطه ضعف های اصلی این ماده است که باعث شده است که از آن بیشتر در نماسازی که نیاز به تحمل بار زیادی نمی باشد، استفاده شود. استفاده از الیاف به ویژه الیاف باطله برای افزایش استحکام گچ به طور گسترده استفاده شده است. ولی بیشتر دستاوردها در زمینه الیاف بلند بوده و الیاف کوتاه خیلی در این زمینه موفق نبوده اند. متاسفانه تهیه الیاف بلند از مواد باطله همواره مشکل و بسیار محدود می باشد. در این پژوهش از الیاف کوتاه باگاس با ابعاد با درصدهای وزنی مختلف برای ساخت کامپوزیت زمینه گچی استفاده شد. سپس استحکام خمشی کامپوزیت انداره گیری شد. نتایج نشان می دهد که در کامپوزیت های با الیاف کوتاه تر و درصد الیاف کم تر استحکام نه تنها افزایش نیافته است بلکه کاهش یافته است. نکته جالب توجه این است که به هر حال در هر طول الیاف می توان کامپوزیتی با استحکام بالاتر تولید کرد و این امر در الیاف کوتاهتر در درصدهای الیاف بیشتر صورت می گیرد. در حقیقت طول الیاف و درصد الیاف نقش مشابهی رو ایفا می کنند و هر دو می توانند تا حد خیلی زیادی همدیگر را تقویت کنند و می توانند کاستی یکدیگر را جبران کنند.
https://www.iranjme.ir/article_133902_00b83ac9f51855ad36490a9dbb7b133b.pdf
2021-06-22
12
18
کامپوزیت زمینه گچی
الیاف باگاس
الیاف کوتاه
استحکام خمشی
سید حسین
الهی
h.elahi@arakut.ac.ir
1
عضو هیئت علمی
LEAD_AUTHOR
مبینا
ّفخیمی
mobina.fakhimi75@gmail.com
2
دانشجو، گروه مکانیک دانشگاه صنعتی اراک، اراک، ایران
AUTHOR
محمد
عبدی
mohamadabdi@ut.ac.ir
3
دانشجوی کارشناسی، مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی اراک، اراک
AUTHOR
ORIGINAL_ARTICLE
بررسی تجربی رفتار مکانیکی سازههای ساندویچی الهام گرفته شده از ساختار پیله کرم ابریشم و ساخته شده با استفاده از روش پرینت سه بعدی
پیله کرم ابریشم یک ساختار سلسه مراتبی با عملکرد چندگانه است که طی میلیونها سال جهت ایجاد شرایط بهینه برای دگردیسی و حفظ جان حشره در مقابل شکارچیان تکامل یافته است. در این مقاله با الهام گیری از ساختار پیله کرم ابریشم، هسته دو نوع سازه ساندویچی مشبک باز طراحی شد. به این منظور میلههای مستقیم موجود در ساختار مکعبی مرکزدار و ساختار کاگومی با میلههای خمیده به شکل حلقه جایگزین شد. برای ساخت سازههای مشبک طراحی شده به دلیل پیچیدگی هندسه و دقت ابعادی بالا از روش چاپ سه بعدی پلیمریزاسیون نوری استفاده شد. در این روش قطعه مستقیما از دادههای هندسی سطوح آن که به کمک کامپیوتر طراحی شده است، به صورت لایه به لایه با استفاده از رزینهای پخت نوری ساخته میشود. پس از ساخت قطعات، آزمون فشار شبه استاتیکی بر روی نمونهها انجام گرفت. نتایج بدست آمده نشان داد که ساختارهای اصلاح شده قابلیت تغییر شکل بزرگتری بدون ایجاد شکست دارند و جذب انرژی در آنها به صورت یکنواخت صورت میگیرد. اگرچه ساختارهای اصلاح شده مدول الاستیک و جذب انرژی کمتری دارند اما کرنش الاستیک بزرگتر و روند تدریجی شکست در این سازهها از مزایای مهم آنها به حساب میآید که در کاربردهای مختلف مانند جاذبهای انرژی یا ایمپلنتهای پزشکی که وظیفه تحمل بار ندارند، میتواند مورد توجه قرار بگیرد.
https://www.iranjme.ir/article_133903_5d5a336ebbfa43067be3c525452a12d3.pdf
2021-06-22
19
26
سازه ساندویچی
پرینت سه بعدی
پیله کرم ابریشم
بار فشاری
مصطفی
حسینی واجاری
m.hosseini@iau-seu.ac.ir
1
مهندسی معماری، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه آزاد اسلامی، سمنان
AUTHOR
سهیل
داریوشی
s.dariushi@ippi.ac.ir
2
استاد پژوهشگاه پلیمر و پتروشیمی ایران
LEAD_AUTHOR
مرتضی
بهزادنسب
m.behzadnasab@ippi.ac.ir
3
پژوهشکده فرآیند، پژوهشگاه پلیمر و پتروشیمی ایران، تهران، ایران
AUTHOR
ORIGINAL_ARTICLE
بررسی تجربی قابلیت اتصال ورقهای کامپوزیتی سهلایه آلومینیوم/ پلیمر/ آلومینیوم توسط فرایند کلینچینگ
ورقهای کامپوزیتی سهلایه آلومینیوم/ پلیمر/ آلومینیوم از جمله مواد جدیدی هستند که در جهت کاهش وزن و مصرف سوخت وسایل نقلیه در حال توسعه میباشند. استفاده از روشهای رایج برای اتصال این مواد به سایر بخشهای سازه، بسیار پرچالش است. در این پژوهش، قابلیت اتصال ورق سه لایه آلومینیوم/ پلیمر/ آلومینیوم به یک ورق تک لایه آلومینیوم به ضخامت 1 میلیمتر توسط فرایند کلینچینگ، که یک فرایند اتصال با شکلدهی است، بررسی شده است. ورقهای سهلایه از آلومینیوم 5754 و پلیاتیلن با ترکیب ضخامتی 0.5-0.6-0.5 میلیمتر، تحت شرایط آزمایشگاهی ساخته شدند. اثر عمق نفوذ پین و زاویه مخروطی پین بر خواص اتصال بررسی شد. با بررسی مقطع اتصال، پارامترهای هندسی آن شامل قفل مکانیکی و ضخامت گلویی در شرایط اتصال مختلف مقایسه شدند. همچنین استحکام اتصال توسط آزمون برشی و آزمون جدایش بررسی شد. نتایج نشان میدهند که افزایش عمق نفوذ پین تا یک مقدار بهینه باعث افزایش قفل مکانیکی و استحکام اتصال میشود. همچنین استحکام اتصال کلینچ با پین استوانهای بالاتر از استحکام اتصال با پین مخروطی 3 درجه در عمق نفوذ یکسان است. در تمامی شرایط آزمون، شرایط مناسبتر اتصال زمانی حاصل شد که مد شکست، ترکیبی از مد خروج از کف و پارگی گلویی باشد.
https://www.iranjme.ir/article_133904_4b57198b40cda8e395da40e95b54c572.pdf
2021-06-22
27
38
فرایند کلینچینگ
ورق سهلایه آلومینیوم/ پلیمر/ آلومینیوم
اثر هندسه ابزار
اتصال توسط شکلدهی
رسول
ندرلی
rasoul.naderli7@gmail.com
1
دانشگاه بین المللی امام خمینی (ره)
AUTHOR
علی
فضلی
a.fazli@eng.ikiu.ac.ir
2
استادیار، مهندسی مکانیک، دانشگاه بینالمللی امام خمینی، قزوین
LEAD_AUTHOR
مهدی
سلطان پور
soltanpour@eng.ikiu.ac.ir
3
گروه مهندسی مکانیک، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه بینالمللی امام خمینی (ره)، قزوین، ایران
AUTHOR
پرویز
اسدی
asadi@eng.ikiu.ac.ir
4
دانشکده مکانیک-دانشگاه قزوین
AUTHOR
ORIGINAL_ARTICLE
مقایسه تجربی و عددی اثرات تغییرات فازی و جوشکاری ناهمراستا در تنش های پسماند در جوشکاری لوله های گازی با استفاده از فیلر LTT
در جوشکاری قوس الکتریکی، حرارت ناشی از قوس، باعث ایجاد انبساط و انقباض غیر یکنواخت در جوش و مناطق اطراف آن میشود. انبساط و انقباض غیر یکنواخت و تغییر شکل پلاستیک حاصل از آن، منبع اصلی ایجاد اعوجاج و تنش پسماند در سازههای جوشی است. توزیع تنشهای پسماند در یک اتصال جوشی، به عواملی چون حرارت ورودی، سرعت جوشکاری قوسی، خواص مواد، پیش گرمایش، ضخامت قطعه، هندسه شیار و زمانبندی اجرایی جوش بستگی دارد. در این پژوهش یک اتصال سربهسر به وسیله جوشکاری نفوذی با روشهای تجربی و شبیهسازی المان محدود مورد بررسی قرار گرفته است. اندازهگیری تنشهای پسماند به روش سوراخکاری مرکزی بوده و از نتایج آن برای راستی آزمایی مدل المان محدود توسعه داده شده، استفاده شده است. در مدل المان محدود ایجاد شده از حالت غیرکوپل حرارتی- مکانیکی استفاده گردیده و روش تولد و مرگ المان ها در شبیه سازی مواد پرکننده مورد نظر قرار گرفته است. در شبیهسازی انجام شده فرآیند استحاله فازی در نظر گرفته شده و به کمک فیلر LTT معرفی شده، تنشهای پسماند در جوش تک پاسه 15٪ کاهش در تنشهای پسماند کششی را نشان میدهد. با بررسی تاثیر جوشکاری ناهمراستا در نمونهها، میزان تنشهای پسماند ایجادشده به میزان قابل توجهی افزایش مییابد.
https://www.iranjme.ir/article_133905_f1cc2fb22916653d485d34be641b0e05.pdf
2021-06-22
39
49
جوشکاری نفوذی
المان محدود
تنش های پسماند
LTT
جوشکاری ناهمراستا
علیرضا
جمی
info.otf@gmail.com
1
دانشکده مهندسی مکانیک-دانشگاه تبریز-تبریز-ایران
AUTHOR
محمدرضا
خوشروان آذر
rkhosh@tabrizu.ac.ir
2
دانشکده مکانیک-دانشگاه تبریز-تبریز - ایران
AUTHOR
مجتبی
یزدانی
m.yazdani@sut.ac.ir
3
دانشکده مهندسی مکانیک-دانشگاه صنعتی سهند تبریز
LEAD_AUTHOR
ORIGINAL_ARTICLE
تحلیل قابلیت اطمینان تخریب در مخزن کامپوزیتی تحت فشار
در این پژوهش، مخزن کامپوزیتی دارای آستری تحت فشار داخلی مورد بررسی قرار میگیرد. تنشهای لایههای مختلف با یکدیگر مقایسه میشوند. تحلیل تنش با استفاده از توسعهی روشی بر اساس کدنویسی در نرمافزار متلب صورت میگیرد. به این ترتیب تنشهای توزیع شده در بخش کامپوزیتی مخزن مورد مطالعه با استفاده از روش کلاسیک لایهچینی استخراج میشوند و با ارزیابی تخریب بر روی بحرانیترین لایه و استفاده از معیار تخریب هشین، فشار تخریب اولین لایه به دست میآید. سپس بر اساس روش تخفیف لایهای در چهارچوب مکانیک آسیب پیوسته، خواص مکانیکی لایهی آسیبدیده تقلیل مییابد و مجدداً تحلیل تنش صورت گرفته و رخداد تخریب ارزیابی می-گردد. این فرآیند آنقدر تکرار میشود تا تمام لایهها تخریب را تجربه نمایند و فشار مذکور به عنوان فشار تخریب گزارش میگردد. در مرحلهی بعد، با استفاده از مدلسازی تصادفی و به کمک روش مونتکارلو، فشار تخریب با در نظر گرفتن عدمقطعیتهای ناشی از تولید و بررسی میزان تأثیر آنها بر روی فشار تخریب پیشبینی میشود که در این پژوهش پارامترهای کسر حجمی و زاویهی الیاف، به عنوان عدم قطعیتهای مسأله، بررسی میشوند. مقایسهی نتایج به دست آمده با دادههای حاصل از آزمایش، حاکی از دقت قابل قبول این روش میباشد. سپس قابلیت اطمینان تک تک لایههای مخزن کامپوزیتی با استفاده از روش مرتبهی اول، شاخص قابلیت اطمینان و احتمال تخریب لایه-های مخزن، استخراج میشوند و در نهایت برای صحتسنجی نتایج به دست آمده، روش شبیه سازی مونتکارلو استفاده میشود.
https://www.iranjme.ir/article_133906_5501132726496486e1a32571362bd111.pdf
2021-06-22
50
61
مخازن کامپوزیتی تحت فشار
فشار تخریب
عدم قطعیت تولید
شبیهسازی مونتکارلو
قابلیت اطمینان
رهام
رفیعی
roham.rafiee@ut.ac.ir
1
آزمایشگاه تحقیقاتی کامپوزیت، دانشکده علوم و فنون نوین، دانشگاه تهران
LEAD_AUTHOR
سحر
بازرگانی
sahar.bazargani@ut.ac.ir
2
فارغ التحصیل کارشناسی ارشد، آزمایشگاه تحقیقاتی کامپوزیت ، دانشکه علوم و فنون نوین،دانشگاه تهران
AUTHOR