حمید مرشدی
حمید مرشدی
جلسه دفاع از پایاننامه کارشناسی ارشد در رشته مهندسی مکانیک گرایش طراحی کاربردی
مطالعه تجربی خواص محافظهای لایهای (FML) تحت ضربات سرعت بالا با استفاده از تغییر چیدمان لایهها
استاد راهنما
دکتر غلامحسین مجذوبی
اساتید ممتحن
دکتر علی علوینیا، دکتر امیرحسین محمودی
پژوهشگر
حمید مرشدی
چكيده:
با ترکیب خواص خستگی و شکست مواد مرکب تقویت شده با الیاف و شکلپذیری و پایداری فلزات، بنابر تعریف لمینیتها، افامالها مادهای تولید میکنند که دارای مشخصات هر دو گروه فلزات و مواد مرکب به طور همزمان میباشد. امروزه این مواد به صورت گسترده در صنایع مختلف از جمله هواپیماسازی در هواپیماهای A380 و C-17 استفاده میشوند. افامالها که در واقع ترکیبی از فلز و ماده مرکب پلیمری تقویت شده با الیاف هستند، در ابتدا برای بهبود خواص خستگی مواد توسعه یافتند. اگرچه، سپس، افامالها به دلیل چگالی پایین و استحکام نسبتاً خوب، در حوزه بالستیک نیز مورد توجه قرار گرفتند.
در پژوهش حاضر، رفتار بالستیک افامالهای آلومینیومی و آلومینیوم-تیتانیومی با چیدمانهای مختلف و با استفاده از رزین اپوکسی آرالدیت و سختکننده آرادور 5052، مورد بررسی قرار گرفته است. بالغ بر 300 لایه فلز و ماده مرکب برای ساخت حدود 50 نمونه افامال مختلف مورد استفاده قرار گرفتند.
هدف اساسی در این پژوهش، ارزیابی تاثیر الیاف و مواد مختلف بر روی حد بالستیک افامالها بود. در این مطالعه، الیاف کولار بافتهشده، شیشه نوع S بافتهشده، الیاف تکجهته کربن و الیاف تکجهته شیشه نوع E و فلزات آلومینیوم و تیتانیوم برای ساخت افامالها مورد استفاده قرار گرفتهاند.
بیشترین محافظت ضربه برای افامالهای ساخته شده از آلومینیوم و کولار به دست آمد. افامالهای آلومینیوم-تیتانیومی و الیاف شیشه در مقام بعد از نظر سطح محافظت قرار دارد. مقامهای بعدی سطح محافظت به ترتیب برای افامالهای آلومینیومی الیاف شیشه تکجهته نوع E با چیدمان ضربدری، شیشه S، سایر چیدمانهای شیشه E و کربن به دست آمدند. افامالهای 2/3 (به صورت فلز/ماده مرکب/فلز/ماده مرکب/فلز) حد بالستیک بالاتری نسبت به چیدمان 1/2 (فلز/ماده مرکب/فلز) ارائه دادند، اما انرژی جذب شده نرمالیزه آنها کوچکتر بود.
افزایش ضخامت لایه ماده مرکب از یک سو منجر به افزایش حد بالستیک افامال شد و از طرف دیگر موجب کاهش انرژی نرمالیزه جذب شده توسط افامال در محدوده حد بالستیک گردید.
در صورتی که (در افامالهای 1/2 آلومینیومی) یک لایه آلومینیومی با تیتانیوم جایگزین شود انرژی جذب شده و حد بالستیک افزایش مییابد. قرار دادن تیتانیوم در سمت ضربه باعث کاهش حد بالستیک نسبت به حالتی که لایه تیتانیوم در سمت مقابل ضربه قرار گیرد، میگردد.
تاثیر توع تکیهگاه در این پژوهش مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد که اگر اجازه لقی کوچکی به تکیهگاه نمونه داده شود، حد بالستیک در مقایسه با تکیهگاه بدون لقی افزایش مییابد.
در این پایاننامه آزمایشهای بالستیک با استفاده از نرمافزار اجزای محدود LS-DYNA شبیهسازی شدند. تماس بین لایهها به صورتی در نظر گرفته شد که پدیده لایهلایهشدن در افامالها قابل مشاهده و بررسی باشد. دو مدل ماده و دو معیار خرابی مختلف برای مواد مرکب استفاده شد و از مدل ماده کوپر-سیموندز برای مدلسازی لایههای فلزی استفاده گردید. با توجه به تغییر شکل کوچک پرتابه در آزمایشها، مدل ماده صلب برای شبیهسازی پرتابه مورد استفاده قرار گرفت. پس از اعتبار سنجی شبیهسازیها، تاثیر شکل نوک پرتابه بر روی حد بالستیک افامالها بررسی شد. نتایج نشان دادند که کمینه و بیشینه حد بالستیک، به ترتیب برای پرتابههای مخروطی و سرتخت به دست آمدند.
Abstract:
By combining the fatigue and fracture properties of fiber-reinforced composites with deformability and durability of metals, according to laminates definition, the FMLs produce materials that have characteristics of metals and composites at the same time. Today, these materials are used in various industries such as aircraft manufacturing including A380 and C-17 aircrafts. FMLs that are in fact a combination of metal and polymer composite were initially developed to improve the fatigue characteristics of the materials. However, later and because of their low density and relatively good strength the FML’s attracted the attentions in the ballistics too.
In the current study, the ballistic behavior of aluminium and aluminium-titanium FMLs with different arrangements was investigated using Araldite resin and Aradur hardener of epoxy 5052. Over 300 layers of metals and composites were used to fabricate about 50 FML specimens.
The main objective of this study was to evaluate the effect of various fibers and materials on the ballistic limit of FMLs. In this study, woven kevlar, woven glass type S, unidirectional (UD) carbon fiber, unidirectional glass type E fibers and also aluminum and titanium as metals were used to fabricate the specimens.
The highest impact protection was obtained for the FMLs made of aluminium and kevlar. The aluminium-titanium and UD E-glass FMLs provided the next high levels of protection. The next levels of protection were obtained for UD glass Type E by angle-ply arrangement, S2-glass, other types of E-glass and carbon FML, respectively. 3/2 FMLs (i.e. M/C/M/C/M where M refers to metal sheet and C refers to composite ply) gave higher ballistic limit than 2/1 arrangement but their normalized absorbed energy was lower.
The increase in thickness of the composite layer gave rise to the increase in ballistic limit of the FML on one hand and resulted in the decrease in the normalized absorbed energy within the range of ballistic limit of FML on the other hand.
The ballistic limit and absorbed energy increased by replacing of an aluminium layer with a titanium layer (in 2/1 aluminium FMLs). The ballistic limit is decreased by inserting titanium layer in impacted side, instead of non-impacted side.
The effect of support type was investigated in this work. The results showed that if some clearance is allowed at the supports of the specimens, the ballistic limit would increase with respect to the support with no clearance.
In this thesis, the ballistic tests were simulated using LS-DYNA finite element software. The contact between layers was considered such that delamination become visible and verifiable. For the composites, two different material model and failure criteria were used and the Cowper-Symonds material model was used for the metal layers. Due to small deformation of the projectiles in the experiments, the rigid material model was applied to model them. After validating the simulations, the effect of projectile nose shape on the ballistic limit of the FMLs was investigated. The results showed that the minimum and maximum ballistic limits were obtained for the conical and blunt projectile, respectively.
زمان : 25 خرداد 1394 ساعت 11:30
مکان : آمفی تئاتر دانشکده مهندسی
رزومه
نام: حمید
نام خانوادگی: مرشدی
تاریخ تولد: 24/5/1367
شماره تماس: 09108000226
مدارک تحصیلی:
دانشجوی کارشناسی ارشد مهندسی مکانیک-طراحی کاربردی دانشگاه بوعلی سینا همدان با معدل 62/17 (دروس)، پایاننامه با کاربرد بالستیک کامپوزیتها؛
کارشناسی مهندسی مکانیک-طراحی جامدات دانشگاه بوعلی سینا همدان با رتبه 1971 ناحیه 2 کنکور سراسری سال 1386.
مدارک فنی و حرفهای:
دوره جوشکاری دستی؛ دوره هیدرولیک؛ دوره پنوماتیک؛ دوره نرمافزار آباکوس؛ دوره نرمافزار انسیس.
مهارت نرمافزاری:
طراحی به وسیله نرمافزار Inventor و AutoCAD؛
شبیهسازی ضربه، انفجار، تغییر شکل و ... به وسیله نرمافزار ABAQUS، ANSYS و LS-DYNA؛
توانایی کار با نرمافزارهای Fortran 90، Matlab، Working model و ...
به گزارش بسنا، مراسم افتتاحیه این پروژه با حضور محمدعلی زلفیگل وزیر علوم، تحقیقات و فناوری و دکتر علیرضا قاسمیفرزاد استاندار همدان، معاونان وزارتخانههای علوم و مسئولان استانی و ریاست...
دفتر هدایت استعدادهای درخشان دانشگاه بوعلیسینا فهرست اسامی دانشجویان برگزیده آموزشی پژوهشی پانزدهمین همایش سالانه دفتر هدایت استعدادهای درخشان سال ۱۴۰۲ را منتشر کرد. اسامی دانشجویان...
بهراد توتونچی دبیر انجمن علمی دانشجویی مهندسی عمران دانشگاه بوعلی سینا، در جلسه ای با حضور نمایندگان دانشگاه های سراسر کشور، با کسب اکثریت آرا انتخابات، به عنوان دبیر...
در هشتمین نشست از دوره یازدهم هیأت ممیزه دانشگاه بوعلیسینا، آقای دکتر علیرضا حاتمی دارای مدرک دکتری در رشته مهندسی برق با ر أ ی اعضاء از مرتبه...
بدینوسیله انتخاب آقای دکتر آرش فتاح الحسینی را به عنوان پژوهشگر برگزیده دانشگاه در گروه فنی و مهندسی به ایشان و خانواده علمی دانشکده مهندسی تبریک عرض نموده و از خداوند متعال...
بدینوسیله انتخاب دو تن از دانشجویان دانشکده مهندسی مهندس راضیه چهارمحالی در مقطع دکتری رشته مهندسی مواد شاخه خوردگی و مهندسی سطح و مهندس امین نظری در مقطع...
بدینوسیله انتخاب سه عضو هیات علمی دانشکده مهندسی جناب آقایان دکتر جواد بهنامیان ، دکتر حسن علم خواه و دکتر محسن گودرزی در...
براساس اطلاعات پایگاه شاخصهای اساسی علم (ESI)، حضوردکتر محمد حسن مرادی از گروه مهندسی برق دانشکده مهندسی در زمره پژوهشگران پراستناد یک درصد برتر دنیا استمرار پیدا کرد. ...
بدینوسیله انتخاب اعضا محترم هیات علمی سرکار خانم دکتر سموئی (گروه مهندسی صنایع)، جناب آقایان دکتر بابائی (گروه مهندسی عمران)، دکتر حاتمی (گروه مهندسی برق)، دکتر ختن لو (گروه مهندسی...
بدینوسیله انتخاب چهار عضو هیات علمی دانشکده مهندسی جناب آقای دکتر جواد بهنامیان از گروه مهندسی صنایع به عنوان پژوهشگر اول برگزیده، جناب آقای دکتر حسن علم خواه از گروه...
به گزارش بسنا و به نقل از سازمان سنجش، آزمون مرحله نهایی بیست و هشتمین دوره المپیاد علمی دانشجویی کشور با حضور نفرات برگزیده آزمون کارشناسی ارشد (متمرکز) و آزمون غیرمتمرکز المپیاد در دانشگاههای...
به اطلاع دانشجویان محترم می رساند سایت کامپیوتر کارشناسی دانشکده مهندسی به دلیل انجام ثبت نام دانشجویان کارشناسی ورودی 1402 از شنبه 1402/7/22 به مدت یک هفته تعطیل می باشد.
به گزارش بسنا و به نقل از معاونت علمی فناوری ریاست جمهوری، در هشتمین دوره تجلیل از سرآمدان علمی کشور در سال ۱۴۰۲ که با حضور معاون علمی و فناوری و اقتصاد دانشبنیان رئیسجمهور و وزیر علوم...
به اطلاع دانشجویان ورودی جدید تحصیلات تکمیلی (ارشد و دکترا) می رساند، یکشنبه 23 مهر ساعت 11 الی 13 در محل آمفی تئاتر دانشکده مهندسی جلسه معارفه با هیات رییسه دانشکده برگزار می شود. ...
بر اساس اطلاعات جدید نمایه استنادی معتبر scopus ۲۰۲۳، با بررسی مقالات مربوط به ۲۰۲۲، 4 عضو هیات علمی و 1 دانش آموخته دانشکده مهندسی و با بررسی کل مقالات مربوط به سال های مختلف، 1 نفر از اعضای هیات...
نظر به مراتب تعهد، تخصص و تجارب ارزشمند جناب آقای دکتر حسن علم خواه و بنا به پیشنهاد رئیس دانشکده مهندسی، به موجب ابلاغی ایشان با حفظ سمت آموزشی به مدت 2 سال به عنوان...
در حکمی از طرف ریاست دانشگاه آقای دکتر امیرسامان خیرخواه به عنوان مدیر گروه رشته مهندسی صنایع منصوب گردید. در این حکم آمده است : « با احترام و آرزوی توفیق الهی، نظر به مراتب تعهد و تجارب...
در حکمی از طرف ریاست دانشگاه آقای دکتر صالح رازینی به عنوان مدیر گروه رشته مهندسی برق منصوب گردید. در این حکم آمده است : « با احترام و آرزوی توفیق الهی، نظر به مراتب تعهد و تجارب ارزنده...
قابل توجه دانشجویان مصاحبه دکتری: آخرین مهلت شرکت در مصاحبه دکتری برای کلیه رشته ها اعم از برق، کامپیوتر، مواد، صنایع و مکانیک برای دانشجویانی که موفق به انجام مصاحبه...
بدینوسیله فرزندان افتخار آفرین دانشکده مهندسی در سال 1401 را معرفی نموده و با عرض تبریک برای این عزیزان موفقیت روزافزون مسالت می نماید. ...