انجمن مهندسی ساخت و تولید ایرانمهندسی ساخت و تولید ایران2476-504X7620200822Production of Nanostructured Silver in Graphite and Inconel dies by Spark plasma sinteringتولید بالک نانوساختار نقره در قالب گرافیتی و اینکونلی با فرایند تف جوشی جرقه پلاسمایی17110955FAپیمان فلککارشناسی ارشد، مرکز تحقیقات مواد پیشرفته، دانشکده مهندسی مواد، واحد نجف آباد، دانشگاه آزاد اسلامی، نجف آباد، ایران.0000-0001-5413-5689ایمان ابراهیم زادهمرکز تحقیقات مواد پیشرفته، دانشکده مهندسی مواد، واحد نجف آباد، دانشگاه آزاد اسلامی، نجف آباد، ایران.0000-0002-3731-3102Journal Article20191121Plasma spark sintering is an effective method for producing nanostructured metal materials. In this process, a graphite die is usually used. The limitation of graphite die is using this die at higher pressure of 100 MPa. In this research, the simultaneous effect of the pressure and type of die (graphite die with a pressure of 40 MPa and Inconel die with a pressure of 250 MPa) on the microstructure and the properties of nanostructured silver in the spark plasma sintering process were evaluated. The first nanostructured powder with a 47nm crystallite was transformed into two nanoscale silver pieces using two different dies and pressures. Changes in the crystallite size of the powder and the bulks, the percentage of dislocations and the strain of the nanostructured silver bulks were calculated using the X-ray diffraction results. Microstructure and micro hardness of samples were also investigated using FESEM and micro hardness tests, respectively.The results indicate that the increase in crystallite size was 6% in a specimen prepared with a graphite die and 40 MPa pressure and reduce 53% in a crystallite size of a sample prepared in an Inconel die with a pressure of 250 MPa. The change in the type of mold and the applied pressure has no effect on the density of the bulk samples, but the hardness of the sample in the case of Inconel die conditions is increased by 40% compared to the sample prepared in graphite die.High temperature pressure tests show superplasticity behavior nanostructured silver at high temperature.روش تفجوشی جرقه پلاسمایی به عنوان روشی کارآمد در تولید مواد نانوساختار فلزی مطرح است. در این فرایند عموماً از قالب گرافیتی استفاده میگردد. محدودیت استفاده از قالب گرافیتی حداکثر فشار قابل اعمال ( MPa 100) در فرایند است. در این تحقیق اثر نوع قالب (قالب گرافیتی با فشار MPa 40 و قالب اینکونل با فشار MPa 250) بر ریزساختار و خواص نقره نانوساختار در فرایند تفجوشی جرقه پلاسمایی مورد ارزیابی قرار گرفته است. پودر اولیه با استفاده از دو قالب و فشار متفاوت به قطعات بالک نانوساختار نقره تبدیل گردید. تغییرات اندازه کریستالیت پودر و بالکها، درصد نابجاییها و کرنش شبکه قطعات نانوساختار نقره با استفاده از نتایج پراش پرتو ایکس محاسبه گردید. همچنین ریزساختار و ریزسختی نمونهها به ترتیب با استفاده از FESEM و ریزسختی سنجی بررسی شد. در انتها رفتار تغییرشگل گرم نمونه بهینه در دمای بالا مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشانگر افزایش اندازه کریستالیت به میزان 6 درصد در نمونه تهیه شده با قالب گرافیتی و فشار MPa 40 و کاهش اندازه کریستالیت به میزان 53 درصد در نمونه تهیه شده در قالب اینکونل با فشار MPa 250 است.تغییر در نوع قالب و فشار اعمالی اثر چندانی روی دانسیته نمونههای بالک نداشته ولی سختی نمونه در شرایط قالب اینکونلی افزایش 40 درصدی نسبت به نمونه تهیه شده در قالب گرافیتی نشان میهد. نتایح آزمون فشار روی نمونه بهینه در دمای بالا نشانگر رفتار سوپرپلاستیک این آلیاژ نانوساختار است.https://www.iranjme.ir/article_110955_b794913175177810b2258fba57ae8d1e.pdfانجمن مهندسی ساخت و تولید ایرانمهندسی ساخت و تولید ایران2476-504X7620200822Monitoring and detection of corrosion defect in the inner wall of the metal tube by non-destructive electromechanical impedance methodپایش و تشخیص عیب خوردگی در جداره داخلی لوله فلزی به روش غیرمخرب امپدانس الکترومکانیکی817110956FAرضا حمزه لوگروه مهندسی ساخت و تولید، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه تربیت دبیر شهید رجائی، تهران، ایران0000-0002-5476-1863بهنام آخوندیدانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه تربیت مدرس، تهران، ایرانمرتضی فاتحیدانشجوی دکتری ساخت و تولید دانشگاه شهید رجاییJournal Article20191211Corrosion is a type of irreversible destruction of a metal by chemical or electrochemical reaction with ambient. The loss of materials caused by corrosion in metallic structures is a widespread and urgent problem in various industries including petroleum, gas, aerospace, construction, mining, and manufacturing. Pipes used in the oil and gas industry as well as aluminum pipes used for heat transfer in cooling systems are subject to corrosion. Therefore, the evaluation and detection of corrosion, progressive damage, is of particular importance both qualitatively and quantitatively. In this study, a new electromechanical impedance measurement method was used to detect corrosion inside an aluminum tube. Defects or changes in the structure integrity cause changes in the mechanical impedance of the structure which shown as the alteration in the piezoelectric electrical impedance, due to the piezoelectric coupling characteristics. For this study, a circular corrosion cross-section with insulation of the surrounding environment on the inner wall of the tube was created by the corrosive acid solution in a period of 180 minutes until the tube was pierced. Measurement of impedance spectrum in the range of 10-20 kHz was performed to monitor changes in impedance shape as a result of corrosion progress in steps of 20 minutes. Comparing the impedance spectrum at each step with healthy state, changes in amplitude and resonance frequencies revealed and extracted quantitatively. Experimental results from the scalar damage criteria increased linearly with increasing corrosion depth, indicating the effectiveness of this method in real-time detection of corrosion damage in the pipe.خوردگی، نوعی تخریب غیرقابلبرگشت فلز توسط واکنش شیمیایی یا الکتروشیمیایی با محیط اطراف آن است. از بین رفتن مواد ناشی از خوردگی در سازههای فلزی یک مشکل گسترده و فوری در صنایع مختلف ازجمله نفت و گاز، هوافضا، ساختوساز، معدن و تولید است. لولههای مورداستفاده در صنایع نفت و گاز و همچنین لولههای آلومینیومی مورداستفاده بهمنظور انتقال حرارت در سیستمهای سردکننده در معرض خوردگی قرار دارند. ازاینرو، بررسی و تشخیص خوردگی که آسیبی پیشرونده میباشد بهصورت کیفی و کمی از اهمیت ویژهای برخوردار است. در این پژوهش از روش نوین اندازهگیری امپدانس الکترومکانیکی برای تشخیص خوردگی در داخل یک لوله آلومینیومی استفادهشده است. وجود عیب و یا تغییر در یکپارچگی سازه باعث تغییر در امپدانس مکانیکی سازه شده و با توجه به خواص کوپلینگ الکترومکانیکی پیزوالکتریک، این تغییر بهصورت تغییر در امپدانس الکتریکی پیزوالکتریک نشان داده میشود. برای این تحقیق، مقطع خوردگی دایرهای با ایزولاسیون محیط اطراف در جدار داخلی لوله توسط محلولِ اسید خورنده در طی بازه زمانی 180 دقیقه تا سوراخ شدن لوله ایجاد شد. اندازهگیری طیف امپدانس در بازه ۱۰ تا ۲۰ کیلوهرتز بهمنظور پایش تغییرات طیف امپدانس در اثر پیشرفت خوردگی هر 20 دقیقه انجام گرفت که با مقایسه شکل امپدانس در هر مرحله باحالت سالم، در فرکانسهای تشدید و دامنه در طیف امپدانس تغییراتی مشاهده و بهصورت کمی توسط معیار آسیب استخراج گشت. نتایج تجربی حاصل از معیار آسیب اسکالر بهخوبی و بهصورت خطی با افزایش عمق خوردگی افزایش یافت که بیانگر کارایی این روش در تشخیص بلادرنگ آسیب ناشی از خوردگی در لوله میباشد.https://www.iranjme.ir/article_110956_66c13bbf461b11135ee026d1d5bdac4c.pdfانجمن مهندسی ساخت و تولید ایرانمهندسی ساخت و تولید ایران2476-504X7620200822The effects of surface preparation and curing procedures on load carrying capacity and fatigue life of adhesively bonded lap jointsبررسی اثر آمادهسازی سطحی و روش پخت بر ظرفیت تحمل بار و عمر خستگی اتصالات لبهای چسبی1832110957FAپدرام زمانیگروه مکانیک- دانشکده مهندسی- دانشگاه فردوسی مشهد- مشهد- ایران0000-0003-4560-9680عبدالرحمان جامی الاحمدیاستادیار، گروه مکانیک، دانشکده مهندسی، دانشگاه فردوسی مشهد0000-0001-8747-2884Journal Article20191211Bonded joints are widely used in industries such as automotive, wind turbine blade, and aircraft because of their ability to adhere dissimilar materials. It is significant to study manufacturing factors such as surface preparation and curing procedures in order to improve load carrying capacity and durability of the joint. In this paper, the influences of these procedures are investigated on the strength of metal-to-metal, metal-to-composite, and composite-to-composite bonded lap joints subjected to quasi-static and fatigue four-point bending tests. Sandpapering and acid-etching are selected as mechanical and chemical surface preparation methods, and three curing procedures of no post-cure, post-curing with gradual, and sudden cooling are applied. Results showed that, for similar conditions, metal-to-composite and metallic joints achieved the highest and lowest values of maximum quasi-static loads, respectively. Besides, for all joints types, mechanical surface preparation method achieved higher maximum quasi-static load and fatigue life in compare to chemical one. Maximum quasi-static load in the metal-to-composite joint showed less dependency to gradual cooling than with metallic one, and in the composite joint depends strongly to curing procedure. It is also revealed that fatigue life of the metal-to-composite joints improved for gradual cooling after post-curing. Finally, it is concluded that the metal-to-composite joints have superior quasi-static and fatigue behavior in compare with others, and the mechanical surface treatment and second curing procedure are suitable. Microscopic observations of failure surfaces showed that the metal-to-composite joints led to the cohesive failure mode which is appropriate for future repairing purposes of a bonded jointاتصالات چسبی با امکان اتصال مواد غیر همجنس، در صنایع خودروسازی، هوایی و توربین بادی کاربرد گستردهای پیدا کردهاند. شناسایی عوامل مؤثر بر بهبود ظرفیت تحمل بار و عمر این اتصالات، کیفیت چسبندگی سطوح و انتخاب روش مناسب، حائز اهمیت است. در این مقاله، اثر دو عامل آمادهسازی سطحی و سه روش پخت بر بارگذاری شبهاستاتیک و عمر خستگی اتصالات لبهای چسبی فلزی، فلزی-کامپوزیتی و کامپوزیتی تحت بارگذاری خمش چهار نقطهای بررسی شده است. در آمادهسازی سطحی، روش-های مکانیکی سنبادهزنی و شیمیایی زبریسازی با محلول اسید سولفوریک-دیکرومات سدیم انتخاب شدهاند، و روشهای پخت بدون پسا-پخت، پسا-پخت با سرد کردن تدریجی، و پسا-پخت با سرد کردن سریع بررسی شدند. نتایج نشان دادند که در شرایط آمادهسازی یکسان، نیروی بیشینه شبهاستاتیک در اتصال فلز-کامپوزیتی و کمینه آن در اتصال فلزی است. در روش آمادهسازی مکانیکی، میزان نیروی شبهاستاتیک و عمر خستگی نسبت به روش شیمیایی افزایش یافته و همچنین در مورد اثر آمادهسازی سطح در شرایط پخت مختلف بحث شده است. بهعلاوه، نیروی بیشینه شبهاستاتیک در اتصال فلز-کامپوزیتی وابستگی کمتری به سرد کردن پس از پسا-پخت نسبت به اتصال فلزی داشته و در اتصال کامپوزیتی کاملاً به روش پخت وابسته است. سرد کردن تدریجی پس از پسا-پخت عمر خستگی اتصالات فلز-کامپوزیتی را بهبود میبخشد و نیروی بیشینه شبهاستاتیک و عمر خستگی در اتصال فلز-کامپوزیتی نسبت به سایر اتصالات بیشتر هستند. با بررسی سطوح واماندگی مشاهده شد که با اعمال پسا-پخت برای اتصال فلز-کامپوزیتی، وضعیت واماندگی به نوع واماندگی در چسب تبدیل شده و این بهبود میتواند در ترمیم اتصال مفید باشد.https://www.iranjme.ir/article_110957_fc5630b99bffd170f43449264a5febcf.pdfانجمن مهندسی ساخت و تولید ایرانمهندسی ساخت و تولید ایران2476-504X7620200822Investigation of the energy absorption in three-layer Al/Polypropylene/Steel deep drawn cupsبررسی و مطالعه جذب انرژی فنجانهای کشش عمیق شده سه لایه ای آلومینیوم/پلی پروپیلن/فولاد3443110958FAعلی نصیریدانشگاه آزاد اسلامی واحد نجف آبادامیر عطریاناستادیار/ دانشکده فنی مهندسی/ دانشگاه آزاد اسلامی واحد نجف آبادJournal Article20190715Nowadays, thin-walled energy absorbers have been widely used in different industrial applications. Many studies have also been performed to optimize behavior and application of such elements with geometrical triggers. In this paper, the effect of geometrical triggers on deformation and energy absorption of three-layer Al/Polypropylene/Steel deep drawn samples is investigated. To this end, the sandwich panel from two metal sheets of Steel and Aluminum as the skins and a Polypropylene layer as the core was fabricated. These three layers were bonded to each other applying a polymeric granular cohesive and under hot pressing technique to produce three-layer sandwich panels with two different core thicknesses. The sandwich panels were then deep drawn and converted to three-layer cups for crushing energy absorption tests. The quasi-static crushing tests were performed to evaluate the absorbed energy in fabricated samples. These tests were also done in order to studying the effects of core thickness and geometrical triggers (like notch and hole) on the samples body on the absorbed energy. The results show that increasing the core thickness from 1 to 2 mm enhances the capacity of energy absorption by about 6%. In addition, notch triggers with 45 degree in the samples wall could increase the energy absorption up to 8%.امروزه استفاده از جاذبهای جدارنازک در کاربردهای مختلف گسترش روز افزونی داشته است. مطالعات زیادی برای بهینه سازی رفتار و عملکرد این اجزاء انجام شده است که از جمله میتوان به افزودن محرکهای هندسی به این سازهها اشاره نمود. در این پژوهش، تاثیر محرکهای هندسی بر رفتار تغییر شکلی و جذب انرژی نمونه-های کشش عمیق شده سه لایهای آلومینیوم/ پلی پروپیلن/ فولاد مورد مطالعه قرار گرفت. بدین منظور نخست، ورق ساندویچی از دو ورق فلزی (آلومینیومی و فولادی) به عنوان پوسته و یک ورق پلی پروپیلنی به عنوان هسته ساخته شد. این سه لایه به کمک یک چسب گرانولی پلیمری در بین لایهها و با بهرهگیری از روش پرس گرم، به هم متصل شده و ورق ساندویچی سه لایهای با دو ضخامت متفاوت برای هسته پلیمری را تشکیل دادند. ورق سه لایهای سپس تحت فرآیند کشش عمیق قرار گرفت و به فنجانهای کشش عمیق شده سه لایهای با عمق کشش قابل قبول برای انجام آزمونهای لهیدگی جذب انرژی، تبدیل گردید. آزمون لهیدگی شبه استاتیک به منظور تعیین میزان جذب انرژی بر روی نمونهها انجام پذیرفت و تاثیر پارامترهایی نظیر ضخامت لایه پلیمری و محرکهایی مانند حفره و شکاف بر روی بدنه نمونه بر روی میزان انرژی جذب شده مورد بررسی قرار گرفت. نتایج تجربی نشان میدهد که افزایش ضخامت لایه پلیمری از 1 به 2 میلیمتر موجب افزایش ظرفیت جذب انرژی در حدود 6% میشود. علاوه بر این، ایجاد محرک به شکل شکاف و با زاویه 45 درجه در دیواره نمونهها، میزان جذب انرژی را تا حدود 8% افزایش میدهد.https://www.iranjme.ir/article_110958_a6b1490af0f0459e6b291cc9e0ed6d05.pdfانجمن مهندسی ساخت و تولید ایرانمهندسی ساخت و تولید ایران2476-504X7620200822An experimental and numerical study on the low-velocity impact behavior of polymer matrix Kevlar-Basalt hybrid compositesمطالعه تجربی و عددی رفتار ضربه کمسرعت کامپوزیتهای زمینه پلیمری هیبریدی کولار - بازالت4455110959FAمحمدرضا کارآموزگروه مهندسی مکانیک- دانشگاه سیستان و بلوچستان- زاهدان- ایرانحسین رحمانیگروه مهندسی مکانیک، دانشکده فنی و مهندسی شهید نیکبخت، دانشگاه سیستان و بلوچستان، زاهدان، ایران0000-0002-5709-0428حامد خسرویدانشگاه سیستان و بلوچستانJournal Article20190817Composite materials are used widely in military, nuclear, vehicle, and aerospace industries because of the high strength-to-weight ratio. One of the biggest challenges about these materials is the behavior of them under impact or high strain rate loadings. In this research, the effect of the low-velocity impact on the hybrid-laminated Kevlar-Basalt composites is investigated. These composites plates are made by Hand-layup method. The samples made of six type of stacking sequence contains sandwich hybrid, intercalated and not hybrid. All of the samples have 13 layers and same thickness. To apply an impact load to specimens, Drop-weight test setup is used. The experimental tests have been done for 40J applied energy. The aim of this research is to comparison the destruction rate of the different samples and select the best and most resistance one. In addition to experiential testing, all specimens are simulated in finite element software ABAQUS and have been analyzed. At the end, experimental and numerical results are compared. The results show that the composite hybridization has very excellent effect on their impact properties. The absorbed energy of the samples that have hybridized with intercalated configuration is more than other samples.امروزه کامپوزیتها به دلیل داشتن نسبت استحکام به وزن بسیار بالا در مقایسه با فلزات، کاربردهای بسیار زیادی در صنایع هوافضا، خودروسازی، ساختمان سازی و ... پیدا کردهاند. یکی از بزرگترین چالشها و مسائل مورد توجه رفتار این مواد در مقابل بارهای ضربهای میباشد. در این پژوهش اثر فرآیند ضربه کمسرعت روی کامپوزیت های هیبریدی لایهای بررسی شده است. کامپوزیتها از جنس کولار-بازالت و به روش لایهگذاری دستی ساخته شدند. نمونههای ساخته شده در شش نوع مختلف لایهچینی شامل هیبرید نشده، هیبرید یکی درمیان و هیبرید ساندویچی بودند. کلیهی نمونهها دارای 13 لایه و ضخامت تقریباً یکسان بودند. جهت بررسی رفتار تجربی نمونههای کامپوزیتی از آزمون ضربه وزنه افتان استفاده شد. آزمون ضربه با مقدار انرژی 40 ژول به انجام رسید. این کار جهت مقایسه تخریب لایهچینیهای مختلف و انتخاب بهترین و به نوعی مقاومترین نوع لایهچینی صورت گرفت. همهی این آزمایشها در نرمافزار المان محدود آباکوس مدلسازی شده و مورد تحلیل قرار گرفت. در پایان نتایج تجربی و عددی مقایسه و میزان خطای خروجی آنها بدست آورده شد. نتیجه کلی گرفته شده نشاندهنده آن است که هیبرید کردن کامپوزیتها تأثیر بسیار خوبی در خواص ضربه آنها دارد. مقدار انرژی جذب شده در نمونههایی که بصورت یکی در میان هیبرید شدهاند از هر حالت دیگری بیشتر استhttps://www.iranjme.ir/article_110959_ec3dc09a512d20c579f74334a7a9272d.pdfانجمن مهندسی ساخت و تولید ایرانمهندسی ساخت و تولید ایران2476-504X7620200822Numerical and Experimental Investigation of Performance of Styrene Butadiene Rubber, Polyurethane, and Polyvinyl Chloride in Outsoles Fabricationبررسی عددی و تجربی عملکرد مواد لاستیک استایرنبوتادین، پلیاورتان و پلیوینیل-کلراید در ساخت زیرهی کفش5664110961FAعلیرضا مسیبیدانشگاه آزاد اسلامی، واحد نجف آباداحسان شکوریمدیر آموزش های آزاد و توسعه دوره های کوتاه مدت سازمان مرکزی دانشگاه آزاد اسلامی/ عضو هیات علمی دانشگاه آزاد اسلامی - واحد تهران شمال0000-0002-1882-8450بابک منافیموسسه آموزش عالی اوج، آبیک، قزوینJournal Article20191007Shoes are used in daily activities to protect the human foot against applied forces from the ground. One of the most important parts of shoes which absorb the incoming forces is the outsole. The aim of the present research is to investigate the efficiency of three different materials in fabricating outsoles. Outsoles made of styrene butadiene rubber (SBR), polyurethane (PU), and polyvinyl chloride (PVC) were fabricated with the same geometry and without shoe treads. Then, they were tested by the PEDAR system in order to determine the plantar pressure exerted by each outsole, and they were also tested in terms of fatigue, hardness, and uniaxial compression tests, and after the modeling they were analyzed by finite element method (FEM) software. In static and dynamic states, the outsole made of PVC, SBR, and PU reduces the pressure by 44%, 65%, and 59%, respectively on average compared to barefoot posture. SBR in stress (in static and dynamic states) and strain (in static and dynamic states) have 39.06% and 98.75% better performance on average respectively compared to PVC. In addition, SBR outperformed PU in stress (in static and dynamic states) and strain (in static and dynamic states) by 3.45% and 8.5% respectively. To fabricate outsoles, multilayer outsoles should be used in order to concurrently benefit from the positive characteristics of several materials.کفش به منظور محافظت از پای انسان در برابر نیروهای وارده از سوی زمین در فعالیتهای روزانه مورد استفاده قرار میگیرد. یکی از مهمترین قسمتهای کفش که نیروهای وارده را به خود جذب میکند، زیرهی آن است. هدف تحقیق حاضر بررسی کارایی سه جنس متفاوت در ساخت زیرهی کفش است. بدین منظور زیرههایی از جنسهای لاستیک استایرنبوتادین، پلیاورتان و پلیوینیلکلراید با هندسه مشابه و فاقد آج ساخته شدند و توسط سیستم پدار آزمایش گردیدند تا فشاری که به کف پا توسط هر زیره منتقل میشود، تعیین گردد. علاوهبر این، هر 3 ماده توسط آزمونهای خستگی، سختیسنجی و فشار تکمحوره مورد آزمایش قرار گرفتند و پس از مدلسازی، توسط نرم-افزار المان محدود مورد تحلیل قرار گرفتند. نتایج سیستم پدار نشان داد که در حالت استاتیکی و دینامیکی، زیره کفش از جنسهای PVC، SBR و PU بهطور متوسط تقریباً فشار را به ترتیب 44%، 65%، و 59% نسبت به حالت پابرهنه کاهش میدهند. نتایج تحلیل المان محدود نیز نشان دادند که SBR در تنش (در حالت استاتیکی و دینامیکی) و کرنش (در حالت استاتیکی و دینامیکی) بهطور متوسط به ترتیب 06/39% و 75/98% عملکرد بهتری نسبت به PVC دارد. نتایج تحلیل المان محدود نیز نشان دادند که SBR در تنش (حالتهای استاتیکی و دینامیکی) و کرنش (حالتهای استاتیکی و دینامیکی) بهطور متوسط به ترتیب 45/3% و 5/8% عملکرد بهتری نسبت به PU دارد. نتایج تحقیق حاضر نشان دادند که برای ساخت زیره کفش باید از زیرههای چند لایه استفاده شود تا بتوان بهطور همزمان از خواص مثبت چندین مواد بهره برد.https://www.iranjme.ir/article_110961_7aa732ebffa5cfb68d0247b015467302.pdf