menu
Gholamhossein Majzoobi

Professor

Update: 2024-10-31

Gholamhossein Majzoobi

Faculty of Engineering / Department of Mechanical Engineering

P.H.D dissertations

  1. تعيين خواص مكانيكي مواد به روش نفوذ ديناميكي براي نرخ كرنش و دماهاي بالا
    سمانه پورالعجل 2023
    بسييياري از اجزاء و سييازههاي مهندسييي ممكن اسيي تح بارگذاريهاي ديناميكي و دماي بالا قرار گيرند . بنابراين، آگاهي از رفتار ماده در اينگونه از بارگذاريها از اهمي بسزاي ي برخوردار اس . دستگاه ها ي آزمايشي متنوعي از قبيل هاپكينسو ن كشش ي و فشاري ، گوه پرتابي و تفنگ گازي براي استخرا ج خواص و رفتار ماده در حال ديناميكي يا به عبارت ديگر، در نرخكرنش بالا ابداع شد هاند. متأ سفانه بسيار ي از اين دستگا هها پيچيده، پرهزينه و نيازمند استفاد ه در شرايط ويژهاي هستن د. از اينرو ارائه دستگا هها و روشهاي كاربردي و سر يع و كم هزينهتر ميتواند تأثير بسزاي ي در افزايش بهرهوري و سرع استخرا ج نتايج داشت ه باش د. روش نفوذ يكي از روشهاي نوين، كم مخرب، ارزان، سري ع و حتي قاب ل ب هكارگير ي براي وسيياي ل در حا ل كار ، براي تعيين معادل ه ماد ه و تعيين خواص مكانيك ي مواد ميباشييد ، ك ه در دهه اخ ير براي تعيين برخي خواص ماده نظير سختي مورد استفاده قرار گرفته اس . در حال حاضر از اين روش براي تعيين خواص مكانيكي ماده در حال استاتيكي اسيتفاده ميشيود. هدف اين رسياله تعميم و توسيعه كاربرد آزمايش نفوذ به بارگذاريهاي ديناميكي و دسي يابي به خواص مواد در دماها و نرخكرنشهاي بالا مي باشد . اسا س اين روش بر استخرا ج منحني بار-عمق نفوذ و تبديل آن به منحني تنش-كرنش ماده اس . در اين رسال ه، دستگا ه نفوذ ديناميكي به دو صورت ثاب و قابلي حمل دست ي طراحي و ساخت ه شد هاس . آزمايش هاي نفوذ ديناميكي براي س ه ماده آلياژ فولادي، آلومينيوم و مس و در چهار نرخكرنش و چهار دما انجام گرديده اس . همچنين، در اين تحقيق، با استفاد ه از نتايج تجربي آزمون نفوذ، شبي ه ساز ي آزمايش نفوذ و روشهاي بهينه ساز ي تو سط الگوريتم ژنتيك و الگوريتم ازدحام انبوه ذرات با ا ستفاده از تابع هدف سار وگي و پيشبيني شبك ه ع صب ي م صنوعي، ثاب هاي دو مدل ماده جان سو ن-كوك و زريلي-آرم ستران گ يا به عبارت ديگر، منحني هاي تنش-كرنش سه ماده فوق الذكر تعيين گرديدند. نمودارهاي تنش-كرنش بهدس آمده با منحنيهاي تنش-كرنش حاص ل از آزمايش هاپكينسو ن فشا ري و ساچم ه زني اعتبارسنج ي شدند. تطابق قابل قبولي بين منحنيهاي تنش-كرنش تجربي و نمودارهاي بهدس آمده از شبي هسازي و بهين هسازي مشيياهده گرديد. ب هطور كلي ميتوان نتيجه گرف ك ه آزمون نفوذ ديناميك ي ميتوان د جايگزي ن آزمون
    Thesis summary

  2. بررسي اثرات نرخ كرنش در آسيب فلزات با استفاده از مكانيك آسيب و پيش آسيب
    سيدسجاد جعفري 2022
    مطالعه و بررسي آسيب نرم موضوع تحقيقات زيادي در طي دهه هاي اخير بوده است. مدل هاي متنوعي براي بررسي آسيب نرم ارائه شده اند كه مدل بونورا يكي از شناخته ترين و پركاربردترين آن ها مي باشد. اين مدل دقت قابل قبولي در بارگذاري شبه-استاتيكي دارد. اين در حالي است كه اثرات نرخ كرنش در اين مدل در نظر گرفته نشده است. يكي از اهداف اين رساله بررسي اثرات نرخ كرنش بر آسيب نرم فلزات و اعمال اثرات نرخ كرنش در مدل بونورا مي باشد. براي اين كار فلز مس خالص و كامپوزيت مس/تيتانيوم اكسيد مورد آزمايش قرار گرفتند. بدين منظور، ابتدا نمونه هاي مسي با هندسه جديد طراحي و ساخته شدند به گونه اي كه بتوانند تغيير شكل ديناميكي را بدون اين كه دچار شكست يا گلويي شدن بشوند، تحمل كنند. با اعمال تغيير طول تنظيم شده اين نمونه ها توسط ميله هاپكينسون در نرخ هاي كرنش متفاوت، سطحي از آسيب در آن ها القا گرديد. بعد از اعمال بار ديناميكي، قسمت اصلي نمونه تحت آزمايش سيكليك قرار گرفته و منحني تنش-كرنش سيكليك نمونه به دست مي آيد. از اين منحني، مدول يانگ (الاستيسيته) محاسبه و با توجه به كاهش آن، پارامتر آسيب به صورت تجربي در نرخ كرنش هاي بالا محاسبه مي گردد. نتايج تجربي به دست آمده نشان دادند كه ضرايب مدل بنورا به نرخ كرنش وابسته مي باشند. بدين ترتيب، با اعمال اثر نرخ كرنش بر معادله بونورا اين معادله اصلاح گرديد. مدل آسيب بهبوديافته بونورا سپس، در زير برنامه VUSDFLD آباكوس وارد شد و آزمايش هاي آسيب تجربي انجام شده در اين نرم افزار شبيه سازي گرديدند. نتايج شبيه سازي نشان داد كه توافق قابل قبولي بين نتايج تجربي، مدل بهبوديافته و شبيه سازي وجود داشت. نتايج نشان داد كه آسيب مي تواند نقش بسيار زيادي در كرنش-نرم شوندگي در منحني تنش-كرنش (با در نظر گرفتن سطح مؤثر تحت تنش و پس از كسر سطح متناظر حفره ها) ايفا نمايد. طبق نتايج به دست آمده آسيب، استحكام نهائي براي مس خالص را از MPa225 به MPa185 كاهش داد. در ادامه، آسيب در كامپوزيت مس/تيتانيوم اكسيد مورد بررسي قرار گرفت. در اين رساله از پودر مس به عنوان ماده زمينه و تيتانيوم دي اكسيد (در ابعاد نانو و ميكرو) به عنوان فاز تقويت كننده براي ساخت كامپوزيت استفاده گرديد. براي تهيه نمونه هاي كامپوزيتي از روش فشرده سازي پودر استفاده شد. فشرده سازي پودر به دو روش شبه استاتيكي (به كمك دست
    Thesis summary

  3. مطالعه رفتار مكانيكي و بالستيك نانوكامپوزيتهاي پلي كربنات- نانو رس/ گرافن
    حسين ملك محمدي 2019
    مطالعه رفتار مكانيكي و بالستيك نانوكامپوزيتهاي پلي كربنات- نانو رس/ گرافن
    Thesis summary

  4. تعيين رفتار ديناميكي و استاتيكي كامپوزيتهاي اپوكسي تقويت شده با الياف كربن و نانوگرافن
    شهاب اميني نژاد 2019
    تعيين رفتار ديناميكي و استاتيكي كامپوزيتهاي اپوكسي تقويت شده با الياف كربن و نانوگرافن
    Thesis summary

  5. بررسي خواص مكانيكي نانو كامپوزيت پايه منيزيم ساخته شده به روش فشرده سازي پودر
    كاوه رحماني 2018
    منيزيم و آلياژهاي آن يكي از سبك ترين مواد فلزي با خواصي همچون استحكام ويژه بالا مي باشند. به جهت سبك بودن منيزيم و به تبع آن تأثيري كه در كاهش مصرف سوخت وسايل متحرك و كاهش اثرات سوء زيست محيطي ناشي از آلاينده ها دارد، مورد توجه بسياري از صنايع خودروسازي و هوايي قرارگرفته است. با افزودن عناصر مختلف به اين فلز مي توان به خواص منحصري دست پيدا كرد. هدف اين تحقيق، ساخت نمونه هاي نانوكامپوزيت و ميكروكامپوزيت منيزيم تقويت شده با درصدهاي حجمي 0، 5/1، 3، 5 و 10 نانوذرات كاربيد سيليكون، نانوذرات كاربيد بور و ميكروذرات كاربيد بور مي باشد. براي ساخت نمونه ها از روش هاي متالورژي پودر با تمركز بر روش تراكم ديناميكي استفاده گرديد. همچنين، براي مقايسه بين روش متالورژي پودر و ريخته گري، نمونه هايي به روش ريخته گري گردابي توليد شد. در اين راستا براي مطالعه تاثير نرخ بارگذاري حين ساخت و دما، نمونه ها با سه روش پرس شبه استاتيك با اينسترون، تراكم ديناميكي با وزنه سقوطي با سرعت 8متر بر ثانيه و تراكم ديناميكي با ميله هاپكينسون با سرعت 5/15 متر بر ثانيه در سه دماي 25، 250 و 450 درجه سلسيوس ساخته شدند. سپس، تعيين خواص فيزيكي، خواص مكانيكي (نرخ كرنش بالا و نرخ كرنش پايين) و مطالعات ريزساختاري نمونه هاي ساخته شده به منظور بررسي تاثير پارامترهاي مختلف نظير دما، پيش تراكم، درصد حجمي و نوع ذرات تقويت كننده انجام پذيرفت. بيشترين چگالي نسبي برابر 9/99% در تراكم ديناميكي (ميله-هاپكينسون) و كمترين 7/98% در پرس شبه استاتيك (اينسترون) اندازه گيري گرديد. بررسي ها نشان داد با افزودن نانوذرات، چگالي ماده كاهش، ميكروسختي 45%افزايش، استحكام فشاري در نرخ كرنش پايين تا 60% افزايش و استحكام فشاري در نرخ كرنش بالا 28% افزايش را تجربه نموده اند. همچنين، با كاربرد پيش تراكم در تراكم هاي ديناميكي، سختي و استحكام فشاري 3و 10 درصد بهبود يافت. علاوه بر اين، مشخص شد كه مقاومت سايشي نمونه هاي متراكم شده ديناميكي با افزودن درصد حجمي نانوذرات، 70 % افزايش داشت. آزمون دندانه زني براي تعيين منحني نيرو-عمق نفوذ نانوكامپوزيت ها ساخته شده با سه روش جهت تعيين رفتار كششي انجام گرديد و همچنين، آزمون فشار قطري (ديسك برزيلي) بر روي تعدادي از نمونه هاي نانوكامپوزيت استفاده شد. تعيين ضرايب مدل كپ دراكر- پراگر، بخش ديگري از مطالعات
    Thesis summary

  6. بررسي خواص مكانيكي و خرابي در ورق هاي فلزي اليافي با استفاده از شبيه سازي و آزمايش
    محمد كشفي 2018
    چكيده: در اين پژوهش يك تفنگ گازي براي متراكم سازي ديناميكي پودر طراحي شده است. يكي از مزيت هاي متراكم سازي ديناميكي در مقايسه با استاتيكي، جوش سرد در بين ذرات مي باشد. اين طراحي داراي دو بخش است. در قسمت اول تفنگ گازي از ديدگاه مكانيك سيالات طراحي و شبيه سازي شده است. در قسمت دوم، بر اساس مفاهيم مكانيك جامدات اجزاي دستگاه طراحي شده است. شبيه سازي هاي عددي با استفاده از يك تفنگ گازي كوچك، كه در آزمايشگاه مقاومت مصالح دانشگاه بوعلي سينا موجود مي باشد، اعتبارسنجي شده است. اين تفنگ گازي طوري طراحي شده است كه بتواند پرتابه هايي با سرعت هاي گوناگون براي متراكم سازي مواد مختلف را پرتاب كند. براي شبيه سازي عددي، از نرم افزار AUTODYN استفاده شده است. شبيه سازي ها با استفاده از المان هاي اويلري و لاگرانژي جفت شده انجام گرفته است. تأثير عوامل مختلف بر كارايي تفنگ گازي مانند شكل و حجم مخزن، فشار تركيدگي ديافراگم، لقي بين سابوت و لوله و همچنين اصطكاك آن مورد بررسي قرار گرفته است. تفنگ طراحي شده در اين كار، يك تفنگ يك مرحله-اي است كه طول لوله آن 4 متر و حجم مخزن آن 5/2 ليتر مي باشد. قطر داخلي لوله، 10 سانتي متر در نظر گرفته شده است. اگر گاز عامل هوا در نظر گرفته شود، تفنگ گازي توانايي شليك پرتابه 5 كيلوگرمي با سرعت 200 متر بر ثانيه را دارد. استفاده از گازهاي سبك، مانند هليم، سرعت شليك را حداقل 50% افزايش مي دهد. پرتابه اي با اين جرم و سرعت، تنش هايي در مقياس گيگاپاسگال مي تواند در پودر آلومينيوم ايجاد كند. اين تنش مي تواند ماده از قبل متراكم شده را، به 98% چگالي تئوري برساند. يك آزمايش براي تشخيص جوش سرد در بين اجزاي پودر با موفقيت انجام شد، كه در آن از يك پرتابه 1 كيلوگرمي با سرعت 60 متر بر ثانيه استفاده شد. اين تفنگ گازي هم اكنون در آزمايشگاه مقاومت مصالح دانشگاه بوعلي سينا در حال ساخت مي باشد.
    Thesis summary

  7. تخمين عمر خستگي سايشي تحت بار تماسي نوساني با استفاده از تئوري فاصله بحراني
    فرشاد عباسي 2017
    چكيده: خستگي سايشي عبارت است از فرايند جوانه زني ترك، رشد ترك و گسيختگي نهايي يك جسم كه در تماس با جسم ديگر قرار دارد و بطور همزمان تحت تنش ها و كرنش هاي تكراري قرار گرفته است. عارضه خستگي سايشي در بسياري از اجزاي مكانيكي مانند چرخ دنده ها، شفت ها، بلبرينگ ها، پرچ ها، كوپلينگ هاي زبانه دار، كابل ها، فنرهاي تخت، مفاصل استخواني، سيستم انتقال قدرت بالگردها، اتصالات دم چلچله اي توربين ها و غيره به وجود مي آيد و موجب كاهش شديد عمر مفيد آن ها مي شود. در مطالعات انجام شده در زمينه خستگي سايشي، پژوهشگران بيشتر به خستگي سايشي در حالت نيروي عمودي ثابت توجه داشته-اند. اين در حالي است كه در بسياري از كاربردهاي مهندسي مانند اتصالات پيچ و مهره موتورهاي خورجيني وي شكل و اتصالات دم چلچله اي توربين ها و موتورهاي جت، نيروي عمودي بصورت سيكلي وارد مي شود. در اين پايان نامه يك دستگاه آزمايش خستگي سايشي جديد با قابليت اعمال نيروي عمودي دو طرفه و سنكرون در دامنه ها (صفر تا 10000 نيوتن) و فركانس هاي مختلف (صفر تا 200 هرتز) به منظور بررسي رفتار خستگي سايشي در حالت نيروي عمودي سيكلي طراحي و ساخته شده است. با استفاده از آزمايش، تاثير پارامترهاي مختلف مانند فركانس نيروي عمودي، اختلاف فاز بين نيروهاي محوري و عمودي، دامنه نيروي عمودي، هندسه تماس، ساچمه زني و دماي بالا بر رفتار خستگي سايشي آلياژ Al7075-T6 مورد مطالعه قرار گرفته است. در كليه آزمايش ها طول ترك هاي خستگي سايشي در حين رشد با استفاده از روش رپليكا اندازه گيري شده و در ادامه پژوهش به منظور صحت سنجي نتايج حاصل از شبيه سازي مورد استفاده قرار گرفته است. همچنين رفتار تريبولوژيكي سطح سايش و نواحي شكست نمونه هاي آزمايش، مسير رشد ترك و همچنين محل و زاويه جوانه زني ترك توسط ميكروسكوپ الكتروني روبشي اس.اي.ام و ميكروسكوپ نوري مورد بررسي مفصل قرار گرفته است. شبيه سازي مساله خستگي سايشي در حالت نيروي عمودي سيكلي به منظور پيدا كردن تنش هاي تماسي، كانتورهاي تنش، ضرايب شدت تنش نوك ترك و عمر رشد ترك توسط نرم افزار FRANC2D انجام شده است. در ادامه با استفاده از نتايج حاصل از شبيه سازي و تركيب آن با نتايج تجربي، عمر جوانه زني ترك در شرايط مختلف تخمين زده شده و نمودارهاي تنش-عمر مربوط به هر كدام از فازهاي جوانه زني ترك و رشد ترك استخراج گرديده است. نتايج
    Thesis summary

  8. تعيين خواص مكانيكي نانوكامپوزيت هاي پلي پروپيلن/خاك رس و پلي پروپيلن/كربنات كلسيم تحت بارگذاري ضربه اي و سيكلي
    پاينده پيمان جواد 2016
    چكيده: استفاده از كامپوزيت هاي زمينه پليمري، به دليل نسبت استحكام به وزن بسيار خوبي كه دارند، در سال هاي اخير رو به گسترش است. پلي پروپيلن به عنوان يك پليمر ترموپلاستيك داراي خواص بسيار خوب مكانيكي بوده و در ساخت كامپوزيت هاي پليمري به صورت گسترده استفاده مي شود. تحقيقات اخير نشان مي دهد، نانو خاك رس و نانو كربنات كلسيم كه به عنوان پر كننده در درصدهاي كم وزني به موادپليمري اضافه مي شوند، خواص مكانيكي آن ها را به نحو چشمگيري افزايش مي دهند. بررسي اثر بهبود اين خواص از نكات كليدي در طراحي قطعات مختلف پليمري مي باشد. در اين رساله، نانوكامپوزيت پلي پروپيلن/خاك رس و پلي پروپيلن/كربنات كلسيم به روش مخلوط مذاب با مقادير مختلف نانوذرات (5/0، 1، 3 و 6 درصد وزني) تهيه شده و نمونه هاي لازم براي آزمون هاي مختلف مكانيكي از طريق تزريقي تهيه شده است. بعد از انجام آزمايش هاي مختلف مكانيكي از قبيل كشش، فشار، شارپي، خمش سه نقطه اي، خستگي و سختي، اثر نانو ذرات بر روي خواص مكانيكي پليمر مورد بررسي قرار گرفته است. آزمايش سختي به دليل غير مخرب بودن بيشتر مورد توجه قرار گرفته و يك مدل جديد براي مرتبط كردن تنش تسليم، مدول الاستيسيته و نيروي بارگذاري به ميكروسختي ارائه شده است. در ادامه، به منظور پيش بيني رفتار كامپوزيت ها به روش عددي، به دليل وابستگي تسليم مواد پليمري به فشار هيدوراستاتيك، از معيار تسليم دراكر-پراگر استفاده شده است. محاسبه ضرايب دراكر-پراگر نياز به آزمايش هاي پيچيده مكانيكي دارد و اگر تنش تسليم ماده بالا باشد، عملا امكان پذير نيست. به اين منظور يك روش بر اساس بهينه سازي جعبه سياه پر هزينه ارائه شده است كه مي تواند ضرايب دراكر-پراگر را محاسبه كند. در روش فوق با ايجاد ارتباط بين نرم افزار متلب و كد اباكوس، ضرايب دراكر-پراگر براي كامپوزيت محاسبه شده و اثرات نانوذرات نيز بر اين ضرايب به دست آمده است. همچنين با اين روش مي توان، با انجام تنها آزمايش خمش سه نقطه اي، خواص مكانيكي كامپوزيت از قبيل مدول الاستيسيته، تنش تسليم كششي، تنش تسليم فشاري و نسبت پواسون پلاستيك را محاسبه كرد. پيش بيني حساسيت تنش تسليم مواد پليمري نسبت به دما و نرخ كرنش از پارامترهاي مهم براي طراحي قطعات مكانيكي تحت بارگذاري ضربه اي مي باشد. به اين منظور آزمايش هاي مختلفي در محدوده دمايي 25-85 درجه سانتيگراد و
    Thesis summary

  9. ارائه روش هاي نوين در اصلاح منحني هاي تنش-كرنش
    فرزاد فريبا 2015
    ّّّّّّّّتعيين منحني اصلاح شده فلزات يكي از مباحث اساسي و مهم در مهندسي مكانيك و مواد مي باشد. اهميت اين مبحث هم سنگ اهميتي است كه نمودار هاي تنش وكرش در تعيين خواص مواد ايفا مي كنند، زيرا بدون اصلاح اين نوع منحني ها، اطلاعات بدست آمده از آن ها شامل مقادير تنش-كرنش بعد از ايجاد گلويي، در طراحي هاي مربوط به صنايع تغيير شكل فلزات و همچنين، رابطه بين تنش-كرنش در تعريف مدل ماده مناسب براي تحليل هاي اجزاي محدود در شبيه سازي ها قابل اعتماد و اطمينان نمي باشند. با توجه به اهميتي كه شبيه سازي ها در علوم مهندسي مكانيك بخصوص در دهه اخير يافته اند لازم است منحني هاي تنش-كرنش تعريف شده براي مواد مورد بررسي، دقيق و منطبق بر واقعيت باشند. اين منحني ها در مباحث نظري پلاستيسيته، نشان دهنده سطح تسليم ماده مي باشند كه بر اساس تنش معادل تعيين شده، از اطلاعات مربوط به منحني هاي تنش-كرنش اصلاح شده بدست مي آيند. براي اصلاح منحني هاي تنش-كرنش روش هايي ارائه شده است اما تنها تعداد بسيار معدودي از اين روش ها كاربردي مي باشند. يكي از كاربردي ترين اين روش ها روش بريجمن مي باشد كه در آن با در نظر گرفتن فرضياتي براي ساده سازي، روابطي براي اصلاح منحني هاي تنش-كرنش ارائه شده است. استفاده از اين رابطه و روابط مشابه مستلزم تعيين دقيق پروفيل گلويي در حين آزمايش مي باشد. اين عمليات همراه با كارهاي كامپيوتري بعدي كه بايد بر روي آن انجام شود، كاري مشكل و داراي خطا مي باشد. همچنين، روش هاي عددي موجود براي اصلاح منحني هاي مربوطه معمولا نيازمند كد نويسي هاي لينك شده با نرم افزار مي باشند كه اين نيز مشكلات خاص خود را دارد. بر اين اساس، وجود روش هايي كه بر مبناي فرضياتي كم تر، و نيز اندازه گيري هاي ساده تر در حين آزمايش بنا شده باشد لازم و ضروري مي باشد. در اين تحقيق سه روش نوين براي اين منظور ارائه شده است. اين روش ها براي اصلاح منحني هاي تنش-كرنش در آزمايش هاي شبه استاتيكي، آزمايش هاي ديناميكي با نرخ كرنش هاي متفاوت و نيز آزمايش هاي دما متغيراستفاده و نتايج حاصله با روش هاي موجود صحت سنجي شده است. همچنين، از اين روش ها براي تعيين ثابت هاي مدل هاي ماده در آزمايشات ديناميكي استفاده شده است. روش اول بر اساس اصل بقاي انرژي در آزمايش كشش استخراج و پيشنهاد شده است و ديدگاه جديدي را در اين خصوص ارائه مي دهد. اين
  10. ساخت نانوكامپوزيت پايه آلومينيوم سري 7000 به روش فشرده سازي پودر و مشخصه يابي خواص مكانيكي آن
    امير عطريان افياني 2014
    آلومينيوم يكي از فلزات سبكي است كه كاربرد گسترده اي در صنايع مختلف دارد. با افزودن عناصر مختلف مي توان به آلياژهاي اين فلز با خواص برتر دست پيدا كرد. آلياژ Al7075 يكي از انواع اين آلياژهاست كه در صنايع خودرو و هوا- فضا مورد توجه بسياري قرار گرفته است. هدف اين تحقيق، تقويت آلياژ Al7075 توسط نانوذرات كاربيد سيليكون و ميكروذرات كاربيد بور و ساخت نمونه هاي نانوكامپوزيت و كامپوزيت مي باشد. براي ساخت نمونه ها از روش هاي متالورژي پودر با تمركز بر روش هاي تراكم ديناميكي، استفاده شده است. در اين راستا براي مطالعه تاثير نرخ بارگذاري حين ساخت، نمونه ها با سه روش پرس گرم شبه استاتيك، تراكم ديناميكي با وزنه سقوطي و تراكم ديناميكي با تفنگ گازي ساخته شدند. سپس، تعيين خواص مكانيكي و مطالعات ريزساختاري نمونه هاي ساخته شده به منظور بررسي تاثير پارامترهاي مختلف نظير دما، پيش تراكم و كسر حجمي و نوع ذرات تقويت كننده انجام پذيرفت. بيشترين چگالي نسبي برابر %98 در تراكم ديناميكي و %100 در پرس شبه استاتيك اندازه گيري گرديد. بررسي ها نشان داد با افزودن نانوذرات چگالي ماده كاهش، استحكام فشاري تا %50 افزايش و ميكروسختي افزايش %20 را تجربه نموده است. همچنين، مشخص شد كه مقاومت سايشي نمونه هاي متراكم شده ديناميكي با افزودن درصد حجمي نانوذرات، كاهش داشت كه مي تواند به دليل پيوندهاي ضعيف بين ذرات ناشي از روش ساخت مورد استفاده باشد. رفتار كششي تعدادي از نمونه هاي نانوكامپوزيت ساخته شده به كمك تفنگ گازي نيز با استفاده از نتايج آزمون دندانه زني و به كار گيري شبيه سازي هاي عددي و شبكه عصبي تعيين گرديد. تعيين ضرايب مدل كپ دراكر- پراگر كه براي مدل سازي ماكرومكانيك مواد پودري مورد استفاده قرار مي گيرد، بخش ديگري از مطالعات انجام گرفته در اين پژوهش مي باشد. جهت تعيين اين ضرايب، آزمون هاي تجربي متعددي نياز است كه بسيار زمان بر و پر هزينه مي باشد. در تحقيق حاضر، با استفاده هم زمان از نتايج آزمايش تراكم تك محوره ساده، شبيه سازي هاي اجزاء محدود در ABAQUS و شبكه عصبي، اين ضرايب به همراه ضريب اصطكاك بين پودر و ديواره قالب، با صرف كمترين وقت و هزينه به دست آمدند.

Master Theses

  1. بررسي تجربي و عددي رفتارخمشي چرخه اي ورق هاي فلزي اليافي تحت بارگذاري خمش سه نقطه اي چرخه اي
    البرز محبي 2023
    ورق هاي فلزي اليافي (FML) مواد تركيبي جديدي هستند كه به دليل خواص مكانيكي بهتر در مقايسه با فلزات يكپارچه و مواد مركب زمينه اپوكسي به طور گسترده اي در صنعت هواپيمايي مورد استفاده قرار مي گيرند. اف ام ال ها از چسباندن لايه هاي فلز و ماده مركب تقويت شده با الياف، ساخته شده اند. در اف ام ال خواص پلاستيك و دوام فلزات، با خواص خستگي و شكست مواد مركب تركيب مي شود. در اين پايان نامه، رفتار خمشي چرخه اي اف ام ال ها تحت بارگذاري خمش سه نقطه اي چرخه اي به صورت تجربي و شبيه سازي عددي بر پايه اجزاي محدود بررسي شده است. در پژوهش حاضر، از اف ام ال هاي ساخته شده از ورق آلومينيوم2024 و الياف شيشه بافته شده از نوع Eدر بستر اپوكسي، كه تحت عنوان گلار شناخته مي شوند، استفاده شده است. در اين پژوهش با استفاده از شبيه سازي تكراري خواص مكانيكي ماده مركب بدست آمد. همچنين، لازم به ذكر است با توجه بارگذاري نوساني در آزمايش خمش سه نقطه اي چرخه اي يك فيكسچر مناسب طراحي و ساخته شد. شبيه سازي هاي عددي با استفاده از پياده سازي مدل مذكور در نرم افزار اجزاء محدود آباكوس انجام پذيرفت. نتايج نشان داد كه شبيه سازي انجام شده مي تواند با دقت خوبي رفتار ماده را در مقايسه با آزمايش ها پيش بيني كند. به منظور بررسي اثر تنش برشي بين لايه اي، تمامي شبيه سازي ها به دو صورت همراه با سطح چسبنده و بدون سطح چسبنده انجام پذيرفت. با انجام آزمايش خمش سه نقطه اي چرخه اي بر روي نمونه اف ام ال در دامنه هاي مختلف، مشخص شد كه در دامنه هاي جابه جايي كمتر از 2 ميلي متر رفتار اف ام ال كاملاً در ناحيه الاستيك خود مي باشد. سپس با افزايش دامنه كرنش (بين 2 تا 6 ميلي متر) رفتار اف ام ال به سمت ناحيه پلاستيك خود مي رود. در نهايت با افزايش دامنه جابه جايي (بيشتر از 6 ميلي متر) نمونه وارد ناحيه آسيب خود مي شود. همچنين، آزمايش ها نشان داد كه با افزايش دامنه ي جابه جايي تورق در نمونه بيشتر مي شود. سپس با استفاده از يك كد متلب پارمترهاي مدل ماده چابوچه براي نمونه هاي آزمايش شده بدست آورده شد. در نهايت آزمايش خمش سه نقطه اي در مود نيرو كنترل بررسي شد. آزمايش ها نشان داد كه با افزايش نيرو از 250 به 290 نيوتن مقدار تورق و آسيب در نمونه بيشتر مي شود.
    Thesis summary

  2. تعيين خواص مكانيكي و تريبولوژيكي مواد هدفمند (FGM) Ti-SiO2و Ti-HA ساخته شده با روش متالورژي پودر جهت استفاده در ايمپلنت دندان
    مستوره محمدي 2021
    ماده تابعي (FGM) يك ماده كامپوزيتي ناهمگن است كه از دو يا چند فاز تشكيل دهنده با تغيير در ريزساختار از يك ماده به ماده ديگر با يك گراديان خاص تشكيل شده است. مواد تابعي به دليل خواص مكانيكي و تريبولوژيكي خوب، در كاربردهاي پزشكي از جمله كاشت هاي دنداني مورد استفاده قرار مي گيرند. در اين پژوهش از روش متالورژي پودر جهت ساخت مواد تابعي Ti-HA و Ti-SiO2 استفاده شده است. اين روش با استفاده از يك دستگاه جديد جهت تركيب پودرها به-صورت تابعي و با سه نرخ كرنش مختلف با استفاده از روش هاي تراكم سازي ديناميكي و شبه استاتيكي براي فشرده سازي پودر تابعي انجام شده است و در نهايت خواص مكانيكي و تريبولوژيكي نمونه هاي تابعي ساخته شده مورد بررسي و مقايسه قرار گرفته است. نمونه هاي تابعي Ti-HA و Ti-SiO2 ساخته شده با استفاده از تراكم ديناميكي توسط ميله هاپكينسون كه از نرخ كرنش هاي بالاتري نسبت به دو روش ديگر (تراكم ديناميكي توسط وزنه سقوطي و تراكم شبه استاتيكي توسط دستگاه تست چندمنظوره كشش و فشار) در حين بارگذاري بهره مي برد، منجر به توليد نمونه هاي با چگالي بالاتري گرديد. چگالي نسبي نمونه هاي ساخته شده با سه روش تراكم سازي با افزايش نرخ كرنش افزايش يافت. بيش ترين چگالي نسبي براي نمونه Ti-HA توليد شده با استفاده از تراكم سازي ديناميكي توسط ميله هاپكينسون به دست آمد. بررسي تصاوير ميكروسكوپ الكتروني روبشي نشان داد كه فرآيند ساخت ماده تابعي با ساختار درجه بندي شده موفقيت آميز بوده است. سختي ويكرز نمونه هاي تابعي با افزايش نرخ كرنش و كاهش درصد تقويت كننده(HA يا SiO2 ) افزايش يافت. افزايش نرخ كرنش در هر دو مواد تابعي منجربه افزايش حداكثر نيرو و انرژي دندانه زني گرديد درحالي كه افزايش درصد تقويت كننده سراميكي (HA يا SiO2) باعث كاهش حداكثر نيرو و انرژي دندانه زني شد. استحكام نهايي فشاري نمونه هاي تابعي Ti-HA و Ti-SiO2 با افزايش نرخ كرنش بارگذاري افزايش يافت. افزايش نرخ كرنش تراكم منجربه افزايش مقاومت سايشي مواد تابعي Ti-HA و Ti-SiO2 گرديد. براي روش تراكم سازي ديناميكي توسط ميله هاپكينسون بيش ترين مقاومت سايشي در مقايسه با دو روش ديگر مشاهده شد. بررسي هاي ميكروسكوپي مشخص نمود كه مكانيزم هاي سايش حاكم در هر سه روش تراكم سازي، مكانيزم هاي اصطكاك چسبندگي، تورق و ساينده بوده اند.
    Thesis summary

  3. بررسي تاثير پوشش نانوساختار لايه اي كروم و نيتريد كروم اعمال شده به روش رسوب گذاري فيزيكي از فاز بخار به علاوه آنودايز بر خستگي سايشي محوري آلياژ آلومينيوم 7075
    حسين عسگري بختياري 2021
    خستگي سايشي پديده مخربي است كه در اجزايي كه با يكدگير تماس دارند مانند دم چلچله اي توربين ها، اعضاي دوار انواع ماشين هاي صنعتي مانند بيرينگ ها و پيچ و مهره رخ مي دهد و باعث كاهش عمر مفيد آن ها مي شود. در سال هاي اخير، محققان همواره به دنبال راهي براي بهبود عمر اين اجزا و كاهش تاثير نامطلوب خستگي سايشي بوده اند. يكي از اين روش ها، تكنيك هاي مهندسي سطح مي باشد. در اين پژوهش، پوشش دهي نانولايه Cr/CrN در دو دماي 150 و 300 درجه سانتي گراد به همراه پوشش دهي آلومينا بر روي نمونه هايي از جنس آلومينيوم 7075-T6 كه كاربرد فراواني در صنعت ساخت هواپيما دارد به منظور بهبود عمر خستگي سايشي آن ها مورد استفاده قرار مي گيرند. نتايج به دست آمده نشان مي دهند كه پوشش دهي نانولايه Cr/CrN در دماي 300 درجه سانتي گراد بهترين عملكرد را در بهبود عمر خستگي سايشي پرچرخه با بهبودي به ميزان حداكثر %201 دارد. همچنين، هر دو روش آنودايز و روش عمليات حرارتي T6 نمونه هاي پوشش دهي شده در دماي 300 درجه سانتي گراد باعث بهبود عمر به ميزان %33 در تنش محوري 260 مگاپاسكال مي شوند. عمر خستگي سايشي نمونه هاي پوشش دهي شده با نانولايه Cr/CrN در دماي 150 درجه سانتي گراد و نمونه هاي متناظر با زيرلايه آلومينا روندهايي مشابه با پوشش لايه نشاني شده در دماي 300 درجه سانتي گراد دارند، با اين تفاوت ها كه حداكثر بهبود عمر در آن ها به ترتيب %36 و %70 است و در حداكثر تنش 260 مگاپاسكال نيز به دليل شكست كششي نمونه ها در چرخه اول هيچ داده خستگي به دست نمي آيد. نتايج همچنين نشان مي دهند كه پوشش دهي نانولايه Cr/CrN در هر دو دماي مورد بررسي باعث تضعيف خواص مكانيكي نمونه هاي آلومينيومي مي شوند كه منجر به افت شديد عمر خستگي سايشي در تنش هاي محوري بالا مي شود. علاوه بر آن، عمليات حرارتي مجدد 6T باعث بازيابي خواص مكانيكي از دست رفته آلياژ آلومينيوم مي گردد كه تاثير آن در عمر خستگي سايشي خصوصا در تنش هاي بالا كاملاً مشهود است. ارزيابي كيفي چسبندگي پوشش هاي نانولايه در دو دماي 150 و 300 درجه سانتي گراد و پوشش آلومينا حاكي از چسبندگي قابل قبول آن به زيرلايه آلومينيومي مي باشد. تحليل پراش اشعه ايكس نمونه ها نشان مي دهد كه دماي بالاي پوشش دهي باعث افزايش سايز دانه در زيرلايه آلومينيومي و كاهش تنش پسماند فشاري يا ايجاد تنش پسماند كششي در
    Thesis summary

  4. تاثير دما بر خمش صفحه اي پروفيل هاي نبشي، ناوداني و تسمه از جنس آلومينيوم، مس يا آهن
    وحيد ملك زاده 2020
    چكيده: خم كاري يكي از مهم ترين روش هاي شكل دهي فلزات مي باشد. يكي از انواع خم كاري، خم كاري به شيوه خمش درون صفحه اي است كه براي خم كاري برخي از پروفيل ها مانند تسمه، نبشي و ناوداني مورد استفاده قرار مي گيرد. در صنعت، اين عمليات اغلب با گرم كردن قطعه صورت مي گيرد كه به سهم خود پر هزينه و زمان بر مي باشد. روش خمكاري درون صفحه اي روشي به مراتب دقيق و مقرون به مصرفه تر نسبت به ساير روش هاي خمكاري است كه مي توان با استفاده از آن پروفيل هاي ذكر شده را با انعطاف پذيري مناسبي خم كرد. از جمله وجوح متمايز كننده ي اين روش نسبت به ساير روش ها، قابل كنترل بودن آن و جلوگيري از تاب برداشتن و برگشت فنري پروفيل مي باشد. طراحي دستگاه خمش درون صفحه اي به گونه است كه پروفيل توسط يه غلتك تغذيه كننده بين دو قطعه سنبه و سندان رانده مي شود و در آنجا بين اين دو قطعه به صورت پيوسته تحت ضربات پرسي قرار گرفته و به دليل گوه اي بودن شكل سنبه، پروفيل به صورت تدريجي خم مي شود. نكته قابل ذكر وجود كوره در اين بين مي باشد كه در صورت نياز قطعه ابتدا گرم و سپس پرس مي شود. شايان ذكر است كه تاثير حرارت بر خمش پروفيل به روش درون صفحه اي براي اولين بار در اين پايان نامه مورد بررسي قرار مي گيرد. در اين تحقيق از يك دستگاه خمش صفحه اي با قابليت كنترل حرارت، فركانس و ميزان تداخل سنبه درون قطعه استفاده شده است. سنبه داراي زاويه 2 درجه مي باشد و از جنس فولاد ساخته شده است. مواد مورد آزمايش از جنس آهن و آلومينيوم با شكل هاي تسمه، نبشي و ناوداني مي باشند كه در سه درجه حرارت مختلف نسبت به دماي تبلور مجدد آن ها و سه فركانس متفاوت مورد آزمايش قرار مي گيرد. همچنين، براي راستي آزمايي و صرفه جويي در زمان و هزينه، فرآيند خمش درون صفحه اي توسط نرم افزار ال-اس-داينا مدل سازي مي گردد. خوشبختانه، توافق قابل قبولي بين نتايج آزمايشي و عددي مشاهده گرديده است. براي مدلسازي آزمايش ها از مدل ماده جانسون-كوك استفاده شده و ثابت هاي آن از آزمايش كشش و همچنين، استفاده از مقالات مربوط، استخراج گرديدند.
    Thesis summary

  5. بررسي تجربي و عددي معادل حالات ديناميكي در مواد پليمري
    نيلوفر زارع 2019
    بررسي تجربي و عددي معادل حالات ديناميكي در مواد پليمري
    Thesis summary

  6. تحليل تجربي و عددي ارتعاشات ورق هاي مستطيل شكل كامپوزيتي الياف فلز
    عاطفه حسني 2019
    چكيده: الياف فلز ها مانند اغلب مواد مركب، داراي خواص فيزيكي و مكانيكي مناسبي مي باشند. همچنين، اين مواد بسياري از خواص مواد يكپارچه مانند شكل پذيري بالا، تغيير شكل پلاستيك بالا بدون خرابي چندان را نيز دارا مي باشند. الياف شيشه با خصوصيات استحكام بالا، مقاومت دمايي و خوردگي خوب، شناخته مي شوند و عمدتاً در صنايع تجهيزات دريايي، اتومبيل سازي و ورزشي استفاده مي شوند. با توجه به ويژگي هاي ذكر شده استفاده از اين نوع ورق ها افزايش يافته و بررسي رفتار آن ها حائز اهميت مي باشد. هدف از انجام پايان نامه پيش رو به دست آوردن پارامترهاي ارتعاشي ورق الياف فلز با زمينه اپوكسي و بررسي تاثير تغيير زاويه لايه چيني الياف و تعداد الياف مي باشد. براي اين منظور دو نمونه ورق كامپوزيتي الياف فلز متقارن كه نمونه اول از چهار لايه الياف و دو لايه آلومينيوم و نمونه دوم از هشت لايه الياف و دو لايه آلومينيوم تشكيل شده است در آزمايشگاه ساخته شده است. براي بررسي رفتار ارتعاشي اين دو نمونه ورق از سه روش اجزا محدود، آناليز مودال و روش نيمه تحليلي ريلي ريتز استفاده شده است. براي بررسي رفتار ارتعاشي اين دو نمونه ورق از دو روش اجزا محدود، آناليز مودال استفاده شده است. به منظور استخراج معادلات حركت از تئوري برشي مرتبه اول استفاده شده است. علت استفاده از تئوري برشي مرتبه اول نسبت طول به ضخامت نمونه در نظر گرفته شده مي باشد. با استفاده از اين تئوري معادلات حركت ورق به صورت معادله ديفرانسيل جزئي استخراج شده اند همچنين با استفاده از روش اجزا محدود ورق هاي الياف فلز در نرم افزار آباكوس شبيه سازي شده است و مقادير فركانس طبيعي و شكل مودهاي متناظر، هم به روش آناليز مودال و هم با استفاده از حل اجباري و تعيين نمودار تابع پاسخ فركانسي استخراج شده است. در انتها آزمايش آناليز مودال تجربي براي دستيابي به فركانس هاي طبيعي، تابع پاسخ فركانسي، ضرايب ميرايي و شكل مودها و همچنين صحه گذاري نتايج حاصل از روش هاي قبلي بر روي دو نمونه ورق ساخته شده انجام شده است. نتايج به دست آمده از اين پژوهش بيانگر اين نكته است كه با افزايش زاويه لايه چيني الياف، مقادير فركانس طبيعي سازه كاهش پيدا مي كند. همچنين افزايش تعداد لايه ها باعث افزايش مقادير فركانس طبيعي سازه مي شود كه علت اين امر افزايش سختي ورق مي باشد. . نتايج به دست آمده از دو
    Thesis summary

  7. بررسي انفجار مخلوط هوا-متان به عنوان نيروي پيشران در تفنگ هاي گازي و تأثيرات آن بر روي سرعت پيستون و پرتابه
    شهاب الدين زارعي 2019
    در پژوهش حاضر تأثير انفجار مخلوط متان- هوا با فشار اوليه بر روي فشار احتراق و همچنين سرعت پرتابه به وسيله انجام آزمايش بررسي شده است. در اين آزمايش ها اثر پارامترهايي مانند غلظت متان با اعمال نسبت هاي اكيوالانس مختلف در بازه 5/0تا 2بافاصله هاي 5/0انجام شد،به علاوهاثر همزن بر روي فشار انفجار و سرعت پرتابه نيز بررسي گرديده است. در انتها براي مقايسه سرعت هاي به دست آمده از احتراق متان-هوا آزمايش هايي در فشارهاي احتراق با گاز هليوم و هوا انجام شد. نتايج حاصل از آزمايش ها با نتايج به دست آمده از كار ساير محققان اعتبار سنجي شده اند.آزمايش هابه وسيله تفنگ گازي يك مرحله اي كه براي اين تحقيق طراحي و ساخته شد انجام گرفت. مخزن اين تفنگ گازي داراي 2/1ليتر حجم و قطر لوله پرتاب،11ميلي متر است. آزمايش ها براي دو فشار اوليه 10 و 20 بار، با استفاده از همزن و بدون استفاده از همزن انجام شدند. به علت نزديك بودن فشارهاي جزئي متان در نسبت هاي اكيوالانس متفاوت براي مخلوط هايي با فشار كمتر از 10 بار،كه اندازه گيري اين فشارها با فشارسنجعقربه اي ممكن نبود، از فشارهاي مخلوط 10 بار به بالا استفاده شد. اين آزمايش ها نشان دادند كه در هر دو فشار اوليه در حالتي كه از همزن استفاده شد، فشار انفجار، به 4برابر فشار اوليه و در حالتي كه از همزن استفاده نشد به 3برابر فشار اوليه رسيد. در هر دو فشار اوليه، ماكزيمم فشار احتراق در نسبت اكيوالانس 1اتفاق افتاد. بيشترين سرعت پرتابه 436 متر بر ثانيه به دست آمد. درفشارهاي برابر، سرعت پرتابه به دست آمده از احتراق متان-هوا در فشارهاي بالاي 50 بار، از هليوم و در تمام فشارها از هوا بيشتر بود. سرعت پرتابه با پيشران هليومي در تمامي فشارها از.سرعت پرتابه با پيشران هوا، بيشتر به دست آمد. نتايج به دست آمده از آزمايش ها با نتايج ساير محققين هم خواني خوبي داشت.
    Thesis summary

  8. مطالعه خواص مكانيكي ورق هاي سمبه زني شده در دما و نرخ هاي كرنش متفاوت
    سيدمجيد رهكوي 2019
    يكي از روش هاي كاربردي براي توليد ورق هايي با استحكام بالا، سمبه زني است. در اين روش با واردكردن ضربه هاي متوالي بر سطح نمونه، استحكام قطعه بر اثر كرنش سختي بهبود مي يابد. پژوهش هاي انجام شده نشان مي دهد كه دما و نرخ كرنش دو پارامتر بنيادي و مهم در فرآيند شكل دهي فلزات است؛ بنابراين، با كنترل اين دو پارامتر مي توان خواص مكانيكي و استحكام مواد را كنترل نمود. در اين تحقيق، اثر دما و نرخ كرنش بر خواص نوارهايي از جنس مس، آلومينيم و آهن بر اثر سمبه زني بررسي مي شود. سمبه زني توسط يك دستگاه خمش صفحه اي كه مجهز به يك كوره براي افزايش دما تا C˚1000 مي باشد، انجام مي گيرد. براي سمبه زني، ورقه هايي به شكل تسمه از جنس فولاد 37St، آلومينيم 3105 و مس خالص تجاري تهيه شده است. پس از آماده سازي، اين تسمه ها در چهار دماي C˚25، C˚125، C˚225 و C˚325 و همچنين، چهار نرخ كرنش s-1 43/0، s-1 67/0، s-1 85/0 و s-1 05/1، سمبه زني داغ مي شوند. با استفاده از ميكروسكوپ نوري، دانه بندي نمونه ها در دو ناحيه در راستاي ضخامت تسمه و پهناي تسمه، بررسي مي گردند. به منظور بررسي استحكام، نمونه ها تحت بارگذاري كششي قرارگرفتند. نتايج نشان مي دهد، براي آلومينيم و مس كه شبكه بندي fcc دارند، تغييرات در نمودار تنش-كرنش و دانه بندي نمونه ها نسبت به فولاد 37St كه داراي ساختار bcc است، بيشتر است. در متالوگرافي فولاد مشاهده شد كه اعمال نرخ كرنش باعث مي شود تا اندازه دانه %20 كاهش يابد. نتايج متالوگرافي براي مس نشان مي دهد كه افزايش نرخ كرنش باعث كوچك تر شدن اندازه دانه مي شود. همچنين، افزايش دما باعث رشد مرزهاي دوقلويي و جوانه زني دانه هاي جديد مي شود. در آزمايش كشش مشاهده شد كه اعمال نرخ كرنش در دماي C˚325 باعث افزايش تنش تسليم به ميزان %12 الي %33 براي فولاد و افزايش تنش تسليم به ميزان %14 الي %41 براي مس، نسبت به نمونه سمبه زني نشده در دماي اتاق مي شود. رفتار آلومينيم تحت بارگذاري كششي نشان داد در نمونه هاي حرارت داده شده، افزايش نرخ كرنش در نمونه هاي حرارت ديده باعث كاهش تنش تسليم تا نرخ كرنش s-1 67/0 و سپس افزايش تنش تسليم تا نرخ كرنش s-1 05/1 شود. در مرحله بعدي اين پژوهش، با استفاده از يك روش تركيبي آزمايشي – شبيه سازي-بهينه سازي ثابت هاي معادله هاي جانسون-كوك و زريلي آرمسترانگ به دست مي آيند. شبيه سازي عددي
    Thesis summary

  9. ارزيابي قابليت دستگاه آزمايش گوه پرتابي براي ضبط منحني تنش- كرنش
    زهره شيرازي 2018
    مدل هاي تجربي مواد، نقش مهمي در شبيه سازي هاي تغييرشكل موادبه ويژه در تغييرشكل هاي ديناميكي در نرخ هاي كرنش بالا ايفا مي كنند. همۀ مدل هاي مواد شامل ثابت هايي هستند كه معمولا توسط آزمايش تعيين مي شوند. تعيين ثابت ها مي تواند به عوامل مختلفي از جمله هندسۀ نمونه مورد آزمايش، دستگاه و وسايل آزمايش بستگي داشته باشد. هدف از اين پايان نامه بررسي توانايي دستگاه گوه پرتابي براي استخراج منحني تنش- كرنش در نرخ هاي كرنش بالا مي باشد. در اين رابطه، منحني تنش-كرنش فولاد (37St) با استفاده از دستگاه گوه پرتابي ضبط و با منحني تنش-كرنش به دست آمده از هاپكينسون كششي كه معمولا به عنوان يك دستگاه يونيورسال مورد قبول پژوهشگران مي باشد مورد مقايسه قرار گرفت. نتايج به دست آمده نشان داد كه منحني هاي تنش- كرنش حاصل از دستگاه گوه پرتابي و هاپكينسون توافق نسبتا خوبي دارند و اين نشان دهندۀ آن است كه با توضيحات ارائه شده در اين پايان نامه مي توان از دستگاه گوه پرتابي براي به دست آوردن منحني تنش-كرنش تا آغاز گلويي شدن استفاده نمود. لازم به ذكر است تا قبل از اين، از دستگاه گوه پرتابي عمدتا براي بررسي مكانيزم شكست در نرخ كرنش-هاي بالا استفاده مي گرديد. نتايج نشان مي دهد كه با نصب كرنش سنج ها بر روي نمونه و استفاده از خروجي آن ها مي توان منحني تنش- كرنش ماده را به دست آورد. ثابت هاي مدل ماده مي تواند با تركيبي از روش آزمايش / شبيه سازي و بهينه سازي تعيين شوند. در اين كار، آزمايش-ها با استفاده از دستگاه گوه پرتابي،شبيه سازي با استفاده از كدLS-Dyna و بهينه سازي با استفاده از الگوريتم ژنتيك انجام شد. يك تطابق نزديكي بين ثابت-هاي تعيين شده از آزمايش و مقادير تعيين شده از روش ذكر شده مشاهده شد.
    Thesis summary

  10. بررسي اثر پارامترهاي مختلف بر عملكرد يك تفنگ گازي دومرحله اي
    محمدحسين قايدرحمتي 2017
    چكيده: در اين پژوهش، نظريه ي حاكم بر تفنگ گازي دومرحله اي كه توسط راجش پيشنهاد شده است، مورد مطالعه قرار گرفت. معادلات حاكم بر حركت پيستون و پرتابه با روش رانگ-كوتا حل شدند. همچنين شبيه سازي تفنگ گازي دومرحله اي با استفاده از تركيب المان هاي اويلري و لاگرانژي در نرم افزار AUTODYN انجام شد. با آزمايش هاي انجام شده اثر پارامترهايي مثل فشار مخزن، فشار لوله ي پمپ و جرم پيستون بر عملكرد تفنگ، مورد ارزيابي قرار گرفته شد. نتايج حاصل از روش هاي شبيه سازي عددي و تحليل نظري با نتايج حاصل از كار تجربي، اعتبارسنجي شدند. در ادمه ي كار، اثر پارامترهايي مثل سرعت پيستون و سرعت پرتابه در لوله ي پرتاب كه اندازه گيري تجربي آن ها دشوار و پرهزينه است، با استفاده از روش هاي عددي و نظري اعتبارسنجي شده مورد بررسي قرار گرفتند. هم چنين، اثر پارامترهايي كه با روش آزمايشي نيز قابل اندازه گيري هستند، در محدوده ي وسيع تري از تغييرات مورد مطالعه قرار گرفته شد. آزمايش ها بر روي تفنگ گازي دومرحله اي موجود در آزمايشگاه مقاومت مصالح دانشگاه بوعلي سينا انجام شدند. اين تفنگ داراي مخزني به حجم Lit45، طول و قطر لوله ي پمپ به ترتيب m3/4 و cm10، طول و قطر لوله ي پرتاب به ترتيب m4 و cm5/2، مي باشد. نتايج نشان داد كه با افزايش فشار مخزن از bar75 به bar250، سرعت پرتابه از m/s290 به m/s2/441 افزايش يافت. هم چنين، با افزايش فشار لوله ي پمپ از 0 به bar35 سرعت پرتابه از m/s8/212 به m/s8/434 افزايش يافت. نتايج نشان داد كه تغيير جرم پيستون از gr660 به gr400، تأثير چنداني بر سرعت پرتابه ندارد. بررسي اثر هم زمان فشار مخزن و فشار لوله ي پمپ بر سرعت پرتابه نشان داد كه در فشارهاي بالاي مخزن (فشار bar300)، ميزان اثرگذاري فشار لوله ي پمپ بر سرعت پرتابه بيشتر است. سرانجام، مقايسه ي نتايج نظري و عددي با نتايج تجربي نشان داد كه اولاً نظريه ي پيشنهاد شده توسط راجش، پيش بيني قابل قبولي از رفتار تفنگ گازي دومرحله اي مي كند، ثانياً نرم افزار AUTODYN با تركيب المان هاي اويلري و لاگرانژي، برآورد دقيقي از تفنگ گازي مي كند.
    Thesis summary

  11. يك مطالعه تجربي بر روي محل جوانه زني ترك و انتشار آن و بهبود عمر در خستگي سايشي
    مجيد باجلان 2016
    خستگي سايشي يكي از دلايل از كارافتادگي قطعاتي است كه همزمان در معرض بارهاي سيكلي و حركات لغزشي نسبت به هم قرار مي گيرند. خستگي سايشي مي تواند عمر قطعات را تا نصف و يا حتي بيشتر كاهش دهد. اين پديده را در بسياري از سازه هاي مهندسي ازجمله كابل هاي فولادي، سازه هاي پيچي يا پرچي، توربين هاي بخار و گاز و غيره مي توان مشاهده كرد. از آنجايي كه در بسياري از موارد خسارت هاي خستگي سايشي مي تواند هزينه هاي زيادي را به دنبال داشته باشد محققان مي كوشند تا با استفاده از روش هاي مهندسي سطح، آثار مخرب آن را تا حد امكان كاهش دهند. به منظور كاهش خسارت هاي ناشي از خستگي سايشي بايد محل جوانه زني و مسير انتشار ترك خستگي سايشي شناسايي گردد و راه كارهايي براي بهبود عمر قطعات تحت خستگي سايشي ارائه شود. بر اين اساس در اين پروژه، محل جوانه زني ترك و انتشار آن و بهبود عمر در خستگي سايشي مورد بررسي قرار گرفته است. با توجه به كاربرد آلياژ آلومينيوم 7075-T6 در صنعت هوايي و ضرورت كاهش خسارت هاي ناشي از خستگي سايشي در اين صنعت، آزمايش هاي خستگي سايشي بر روي Al7075-T6 صورت گرفت. پس از انجام آزمايش ها مشخص گرديد كه ترك از لبه هاي تماس و با زاويه اي بين 15 تا 55 درجه نسبت به محور عمود بر بار نوساني رشد مي كند. جهت گيري جوانه ي ترك به سمت زير كفشك مي باشد. پس از شروع ترك و با فاصله گرفتن از سطح تماس كفشك و نمونه، به مرور اين زاويه كاهش مي يابد و رشد ترك به مود I نزديك مي شود. به منظور بهبود عمر قطعات تحت خستگي سايشي، تعدادي از نمونه ها و كفشك ها فيلت دار گرديد. آزمايش ها نشان مي دهد كه فيلت دار كردن، عمر خستگي سايشي نمونه ها را بهبود مي بخشد. بالاترين ميزان بهبود %30 مي باشد و مربوط به آزمايش هايي است كه در آن نمونه ها و كفشك ها فيلت دار شده اند. براي اندازه گيري رشد ترك از چسب رپليكا استفاده گرديد. در اين پايان نامه، محل جوانه زني و انتشار ترك به وسيله ي دو نرم افزار FRANC3D و MATLAB مورد مطالعه قرار گرفت. براي يافتن محل و زاويه ي شروع ترك، ابتدا شرايطي دقيقاً منطبق بر شرايط آزمايش در نرم افزار FRANC3D مدل شد و توزيع تنش و كرنش مورد نياز براي روش اسميت- واتسون- تاپر به دست آمد. سپس با استفاده از نرم افزار MATLAB، زاويه ي ترك اوليه معلوم گرديد و در ادامه نيز مسير انتشار ترك به وسيله ي نرم افزار FRANC3D
    Thesis summary

  12. بررسي مقايسه اي بين روش هاي آزمايش مواد در نرخ كرنش بالا
    وحيد اقاحسينعلي شيرازي 2016
    رفتار ديناميكي مواد عموماً به نرخ كرنش وابسته مي باشد به طوري كه براي بررسي رفتار مواد در بارهاي ديناميكي، از آزمايش با نرخ كرنش بالا استفاده مي شود. آزمايش هاي متداول نرخ كرنش بالا عبارتند از: آزمايش تيلور، آزمايش هاپكينسون، آزمايش حديده كاري كششي ديناميكي و آزمايش ساچمه زني و ... . يكي از موارد مهم در آزمايش هاي ديناميكي، بررسي مزايا، معايب و محدوديت هاست. دانستن محدوديت هاي آزمايش هاي مختلف ديناميكي، در موثر بودن آن نقش مهمي دارد. به عنوان مثال يكي از محدوديت هاي آزمايش ديناميكي پيدا كردن منحني تنش-كرنش ديناميكي به طور مستقيم از آزمايش مي باشد كه توسط دستگاه هاي محدودي صورت مي پذيرد. يكي ديگر از محدوديت هاي آزمايش هاي ديناميكي پديده ي تكه تكه شدن است كه در آزمايش هاي تيلور و حديده كاري كششي ديناميكي مشاهده مي شود. در آزمايش هاي ديناميكي توزيع كرنش و نرخ كرنش به صورت يكنواخت نبوده، در نتيجه اين دو پارامتر به همراه كرنش و نرخ كرنش بيشينه در اين آزمايش ها حائز اهميت مي باشد. هدف از ارائه اين پايان نامه در ابتدا معرفي محدوديت هاي اتفاق افتاده در آزمايش هاي ديناميكي و سپس بررسي اين محدوديت ها در آزمايش هاي تيلور، حديده كاري كششي ديناميكي، هاپكينسون و ساچمه زني و پيدا كردن كرنش موثر بيشينه و نرخ كرنش بيشينه به دست آمده از آزمايش ها است. مواد انتخابي در اين پژوهش، مس خالص، آلومينيوم 7075-T6 و فولاد ST37 است. نمونه هاي ساخته شده از اين مواد با استفاده از آزمايش هاي هاپكينسون كششي، تيلور، حديده كاري كششي ديناميكي و پرتاب ساچمه مورد آزمايش قرار گرفتند. از طريق انجام اين آزمايش ها براي هر ماده سرعت بحراني تعيين گرديد (سرعت بحراني نشان دهنده ي اولين سرعتي است كه محدوديت آزمايش هاي مورد نظر اتفاق مي افتد). براي تعيين توزيع كرنش، نرخ كرنش، كرنش و نرخ كرنش بيشينه در سرعت بحراني در آزمايش هاي ديناميكي مورد نظر از شبيه سازي عددي استفاده گرديد. مدل ماده انتخابي در اين پژوهش، مدل ماده جانسون-كوك بود. ثابت هاي اين مدل ماده بر پايه ي يك روش بهينه سازي، آزمايش و شبيه سازي تعيين گرديد. بهينه سازي بر اساس روش جايگزيني انجام شد. در انتها نيز، با توجه به آزمايش هاي صورت گرفته در اين پايان نامه، رفتار مواد مورد مقايسه قرار گرفته و سپس، با مقايسه آزمايش هاي نرخ كرنش بالا محدوديت ها و معايب
    Thesis summary

  13. مطالعه عددي و تجربي رفتار ديناميكي كامپوزيت پليمري
    فايزه محمدظاهري 2016
    مواد مركب با تنوع فراوان و كاربردهاي روبه افزايش خود سهم بسياري در توسعه و پيشرفت صنعت ايفا مي كنند. يكي از انواع مهم مواد مركب، كامپوزيت هاي پليمري ميباشند. در اين پژوهش، رفتار ديناميكي كامپوزيت پليمري از نوع الياف كولار بررسي شده است.كولار نام تجاري اولين الياف آراميد بوده كه داراي مشخصه سبكي، استحكام و چقرمگي بالا هستند. در ابتدا ضريب اصطكاك بين الياف كولار محاسبه و سطح هر يارن از كولار، توسط عكس هاي ميكروسكوپ الكتروني تحليل گرديد، سپس رفتار كولار در بارگذاري شبه استاتيكي و ديناميكي در شكل هاي پارچه كولار بدون گريس و آغشته به گريس، الياف بافته نشده كولار و كامپوزيت كولار/اپكسي با استفاده از آزمايش كشش توسط دستگاه زوييك بررسي و نتايج به دست آمده مورد مقايسه قرار گرفت. در ادامه رفتار بالستيك پارچه كولار و كامپوزيت كولار/اپكسي با استفاده از تفنگ گازي مورد مطالعه قرار گرفت و مشاهده شد كه پارچه بدون اپكسي توانايي بيشتري در جذب پرتابه دارد. آزمايش نشان داد كه اگرچه كامپوزيت كولار اپكسي استحكام بيشتري نسبت به پارچه كولار دارد ولي ميزان تغيير طول آن تا گسيختگي كمتر است. همچنين، تار و پود پارچه نوع ساده توسط يك نرم افزار نساجي مدل شده و برخورد پرتابه به پارچه كولار با استفاده از نرم افزار المان محدود آباكوس شبيه سازي گرديد. نتايج بدست آمده از شبيه سازي توافق خوبي با نتايج آزمايش هاي بالستيك پارچه كولار و كامپوزيت كولار/اپكسي داشت. در ادامه تاثير متغيرهايي چون هندسه سر پرتابه و اصطكاك بين الياف بر مقاومت بالستيك پارچه كولار در شبيه سازي بررسي شد. در انتها نيز رفتار ديناميكي الياف كولار در نرخ كرنش بالاتر با استفاده از هاپكينسون كششي مورد مطالعه قرار گرفت.
    Thesis summary

  14. تخمين عمر خستگي سايشي محوري در دماي بالا
    پرويز اژدرزاده 2016
    خستگي سايشي در قطعاتي به وجود مي آيد كه بين آن ها نيروي تماسي وجود دارد و هم زمان تحت بارهاي سيكلي قرار دارند. عمر خستگي سايشي قطعات از طريق آزمايش به دست مي آيد. اعمال نيروي تماسي در اين نوع آزمايش ها معمولاً با مشكلاتي همراه است. به همين دليل، تلاش مي شود راه حل هايي پيدا شود تا بتوان عمر خستگي سايشي را از آزمايش هاي خستگي عادي قطعات تخمين زد. در اين پژوهش از روش فاصله بحراني براي تخمين عمر نمونه هاي آلومينيومي 7075-T6 تحت بارگذاري خستگي محوري سايشي در دماي محيط و دماي 250 درجه سانتي گراد استفاده گرديد. براي در نظر گرفتن حالت چند محوره تنش از پارامتر فاطمي-سوشي استفاده شد. در روش پيشنهادي سعي شده است با استفاده از نتايج خستگي نمونه هاي شياردار با دو هندسه شيار متفاوت، عمر نمونه هاي خستگي سايشي در بارگذاري محوري تخمين زده شود. در اين روش ابتدا با استفاده از نمودار هاي S-N نمونه هاي شياردار دو نمودار مشخصه FSPcr-rcr و FSPcr-N به دست آمد. سپس با استفاده از شبيه سازي نمونه هاي خستگي سايشي در نرم افزار آباكوس و كد نوشته شده در نرم افزار متلب، توزيع FSP در راستاي مسير بحراني براي نمونه هاي خستگي سايشي به دست آمد و بر روي نمودار FSPcr-rcr منعكس گرديد. در هر بارگذاري از نقطه برخورد نمودار مشخصه FSPcr-rcr با توزيع FSP در نمونه هاي خستگي سايشي يك FSPcr به دست آمد. عمر معادل FSPcr در نمودار مشخصه FSPcr-N همان عمر تخمين زده شده است. آزمايش هاي خستگي محوري سايشي با استفاده از دستگاه لنگ متغير و دستگاه زوئيك با فركانس Hz20 انجام شد. همچنين تماس استفاده شده در اين پژوهش از نوع تخت به تخت است. نتايج به دست آمده نشان مي دهد كه اين روش نتايج قابل قبولي در دماي محيط دارد، اما در دماي بالا اين روش داراي خطا است. علت اين خطا به دليل رفتار پيچيده آلومينيوم 7075-T6 در دماهاي بالا مانند پيرسختي، اكسيداسيون وكاهش مقاومت مي باشد.
  15. اثر تنش پسماند بر نمودار تنش-كرنش بدست آمده ازميله ي هاپكينسون
    هاشم ميكاييلي 2015
    شناسايي رفتار مواد در نرخ كرنش بالا اهميت زيادي در مدل سازي تغيير فرم هاي سريع سازه ها دارد. رفتار مواد در بارگذاري ضربه اي نسبت به شبه استاتيكي متفاوت است. يكي از روش هاي رايج براي تعيين رفتار ماده در نرخ كرنش هاي بالا استفاده از دستگاه تست هاپكينسون است كه براي تعيين رفتار مكانيكي در نرخ كرنش هاي بالا102 و104 بر ثانيه به كار گرفته مي- شود. درهنگام نمونه سازي براي ميله ي هاپكينسون مقدار تنش پسماند در نمونه ها در نظر گرفته نمي شود و اثر آن روي نتايج ناديده گرفته مي شود. باتوجه به محدود بودن مطالعات انجام شده، اثر تنش پسماند در ميله ي هاپكينسون بررسي شد. به اين منظور روش هاي مختلفي براي ايجاد تنش هاي پسماند در نمونه ها مانند كوئنچ و رولينگ و مندريل استفاده شد. در اين پژوهش نشان داده شده است كه تنش پسماند اهميت بسزايي در نمودار تنش – كرنش حاصل از هاپكينسون دارد. در روش حرارتي با اعمال تنش پسماند به وسيله كوئنچ كردن نمونه ها در دماهاي مختلف انجام شده است كه نمودار هاي تنش – كرنش حاصل از هاپكينسون فشاري 7الي%16 نسبت به نمونه هاي بدون تنش پسماند سطح تنش افزايش پيدا كرده است. در روش مكانيكي تنش پسماند عميق به وسيله فرايند مندريل كاري و تنش سطحي به وسيله فرآيند غلتك زني ايجاد شده است كه در روش مندريل كاري نمودار هاي تنش – كرنش حاصل از هاپكينسون فشاري 6 الي%11 افزايش سطح تنش نسبت به نمونه هاي بدون تنش پسماند داشته است و در روش غلتك زني نمودارهاي تنش – كرنش تغيير بسيار ناچيزي نسبت به نمونه هاي ساده داشته است. مقدار و توزيع تنش پسماند ناشي از اين روش هاي كوئنچ و رولينگ و مندريل با استفاده از مدل‎سازي در نرم افزار ABAQUS اندازه گيري گرفته است. در نهايت براي مقايسه روش عددي وتجربي، در روش عددي به منظور اعمال رفتار واقعي ماده در نرم افزار ABAQUS ، از ضرايب جانسون كوك فولاد L304 استفاده شده است. با اعمال تنش هاي پسماند مختلف ذكر شده در هاپكينسون فشاري شبيه سازي شده، نمودار هاي تنش – كرنش عددي با تنش پسماند و بدون تنش پسماند محاسبه شده است. در نمودار تنش – كرنش عددي نمونه هاي كوئنچ شده 9 الي % 16 افزايش سطح تنش نسبت به نمونه بدون تنش پسماند داشته و در نمونه هاي مندريل كاري شده 6 الي % 14 تغيير بسزايي داشته ايم. در نمودار تنش – كرنش عددي با اعمال تنش پسماند غلتك زني شده نسبت به نمو
    Thesis summary

  16. اثر تنشهاي پسماند بر نمودار بدست آمده از ميله هاپكينسون
    هاشم ميكاييلي 2015
    چكيده: شناسايي رفتار مواد در نرخ كرنش بالا اهميت زيادي در مدل سازي تغيير فرم هاي سريع سازه ها دارد. رفتار مواد در بارگذاري ضربه اي نسبت به شبه استاتيكي متفاوت است. يكي از روش هاي رايج براي تعيين رفتار ماده در نرخ كرنش هاي بالا استفاده از دستگاه تست هاپكينسون است كه براي تعيين رفتار مكانيكي در نرخ كرنش هاي بالا102 و104 بر ثانيه به كار گرفته مي- شود. درهنگام نمونه سازي براي ميله ي هاپكينسون مقدار تنش پسماند در نمونه ها در نظر گرفته نمي شود و اثر آن روي نتايج ناديده گرفته مي شود. باتوجه به محدود بودن مطالعات انجام شده، اثر تنش پسماند در رفتار مكانيكي بدست آمده از ميله ي هاپكينسون بررسي شد. به اين منظور روش هاي مختلفي براي ايجاد تنش هاي پسماند در نمونه ها مانند كوئنچ و رولينگ و مندريل استفاده شد. در اين پژوهش نشان داده شده است كه تنش پسماند اهميت بسزايي در نمودار تنش – كرنش حاصل از هاپكينسون دارد. در روش حرارتي با اعمال تنش پسماند به وسيله كوئنچ كردن نمونه ها در دماهاي مختلف انجام شده است كه نمودار هاي تنش – كرنش حاصل از هاپكينسون فشاري 7الي%16 نسبت به نمونه هاي بدون تنش پسماند سطح تنش افزايش پيدا كرده است. در روش مكانيكي تنش پسماند عميق به وسيله فرايند مندريل كاري و تنش سطحي به وسيله فرآيند غلتك زني ايجاد شده است كه در روش مندريل كاري نمودار هاي تنش – كرنش حاصل از هاپكينسون فشاري 6 الي%11 افزايش سطح تنش نسبت به نمونه هاي بدون تنش پسماند داشته است و در روش غلتك زني نمودارهاي تنش – كرنش تغيير بسيار ناچيزي نسبت به نمونه هاي ساده داشته است. در نهايت براي مقايسه روش عددي وتجربي، در روش عددي به منظور اعمال رفتار واقعي ماده در نرم افزار ABAQUS ، از ضرايب جانسون كوك فولاد L304 استفاده شده است. با اعمال تنش هاي پسماند مختلف ذكر شده در هاپكينسون فشاري شبيه سازي شده، نمودار هاي تنش – كرنش عددي با تنش پسماند و بدون تنش پسماند محاسبه شده است. در نمودار تنش – كرنش عددي نمونه هاي كوئنچ شده 9 الي % 16 افزايش سطح تنش نسبت به نمونه بدون تنش پسماند داشته و در نمونه هاي مندريل كاري شده 6 الي % 14 تغيير بسزايي داشته ايم. در نمودار تنش – كرنش عددي با اعمال تنش پسماند غلتك زني شده نسبت به نمونه ساده تفاوت بسيار ناچيزي داشته است.
    Thesis summary

  17. مطالعه تجربي خواص محافظ هاي لايه اي (FML) تحت ضربات سرعت بالا با استفاده از تغيير چيدمان لايه ها
    حميد مرشدي 2015
    اف ام ال ها با تركيب خواص خستگي و شكست مواد مركب تقويت شده با الياف و خواص پلاستيك و پايداري فلزات بنابر تعريف لمينيت ها ماده اي توليد مي كنند كه داراي مشخصات هر دو گروه فلزات و مواد مركب مذكور مي باشند. امروزه اين مواد به صورت گسترده در صنايع مختلف مورد استفاده قرار مي گيرند كه از جمله اين كاربردها مي توان به استفاده از اين مواد در هواپيماي A380 و C-17 اشاره كرد. اف ام ال ها كه تركيبي از فلز و ماده مركب پليمري تقويت شده با الياف هستند، در ابتدا براي خواص خستگي توسعه يافته اند اما به دليل جرم پايين و استحكام نسبتاً خوب، در حوزه بالستيك نيز كاربرد پيدا كرده اند. در اين پايان نامه، حد بالستيك اف ام ال هاي آلومينيومي و آلومينيوم-تيتانيومي با چيدمان هاي مختلف الياف، با استفاده از رزين اپوكسي آرالديت و سخت كننده آرادور 5052، مورد بررسي قرار گرفته است. بيش از 50 نمونه مختلف ساخته شده و بالغ بر 300 لايه فلز و الياف لايه چيني شده اند. هدف اساسي در اين پژوهش، بررسي اثر چيدمان هاي متنوعي از الياف و جنس مواد بر روي حد بالستيك اف ام ال ها بوده است. الياف كولار بافته شده، شيشه نوع S بافته شده، الياف تك جهته كربن و الياف تك جهته شيشه نوع E و فلزات آلومينيوم و تيتانيوم مورد استفاده قرار گرفته اند. نتايج به دست آمده نشان مي دهد كه بيش ترين محافظت ضربه (انرژي جذب شده نرماليزه) متعلق به اف ام ال هاي ساخته شده از آلومينيوم و الياف كولار است. سطح محافظت اف ام ال هاي آلومينيوم-تيتانيومي و الياف شيشه در مقام بعد قرار دارد. در مقام هاي بعدي به ترتيب اف ام ال هاي آلومينيومي الياف شيشه تك جهته نوع E با چيدمان ضربدري، شيشه S، ساير چيدمان هاي شيشه E و كربن قرار دارند. اف ام ال هاي 2/3 (به صورت فلز/ماده مركب/فلز/ماده مركب/فلز) حد بالستيك بالاتري نسبت به چيدمان 1/2 (فلز/ماده مركب/فلز) ارائه مي كنند، اما انرژي جذب شده نرماليزه آن ها كوچك تر است. افزايش ضخامت لايه ماده مركب معمولاً موجب كاهش انرژي نرماليزه جذب شده توسط اف ام ال در محدوده حد بالستيك مي گردد، در حالي كه به صورت بديهي موجب افزايش حد بالستيك مي شود. در صورتي كه (در اف ام ال هاي 1/2 آلومينيومي) يك لايه آلومينيومي با تيتانيوم جايگزين شود انرژي جذب شده و حد بالستيك افزايش مي يابد. قرار دادن تيتانيوم در سمت ضربه باعث كاهش حد بالستيك نسبت
  18. بررسي مكـانيكي و متالوژيكي رفتـار شكست و بالستيك ورق فــولادي HSLA-100 در دماهاي محيط تا زير صفر با نرخهاي كرنش متفاوت
    سعيد مرادي 2015
    در اين پژوهش، رفتار مكانيكي و بالستيك فولاد HSLA-100 در دماهاي محيط تا زير صفر مورد بررسي آزمايشگاهي قرار گرفت. آزمايش هاي نرخ كرنش بالا توسط دستگاه هاپكينسون كششي و آزمايش هاي شبه استاتيكي توسط دستگاه اينسترون صورت پذيرفت. در آزمايش هاي كشش هاپكينسون دو نوع نمونه بدون شيار و شياردار مورد استفاده قرار گرفت. نمونه هاي شياردار شامل 4 نوع شيار با شعاع هاي انحناي 5/0r=، 1r=، 4r= و mm8r= بودند. رفتار شكست اين فولاد با بررسي هاي شكست نگاري و رسم منحني هاي ضريب سه بعدي بودن تنش ( ) برحسب كرنش شكست ( ) مورد مطالعه قرار گرفت. نتايج مطالعات بيان گر اين نتيجه بود كه تنها آزمايش هايي كه در دماي C°196- و نرخ هاي كرنش 5400 و 1/s 10800 انجام گرفتند، موجب وقوع شكست ترد در اين آلياژ شدند. همچنين، در آزمايش هاي انجام شده در نرخ كرنش هاي 5400 و 1/s 10800 و دماي C°80-، شكست مخلوط مشاهده گرديد. منحني هاي تنش-كرنش به دست آمده از آزمايش هاپكينسون كششي نيز بيان گر افزايش استحكام اين فولاد در اثر كاهش دما و افزايش نرخ كرنش بود. به طوري كه تنش تسليم اين فولاد كه در آزمايش شبه استاتيكي در دماي محيط برابر MPa800 به دست آمده بود، در آزمايش دينـاميكي با نرخ كـرنش S-1 10800 و در دماي C°196- تا حدود MPa 2100 افزايش پيدا كرد. نتايج آزمايش هاي بالستيك روي اهداف با ضخامت 3 ميلي متر از اين آلياژ نشان داد كه حد بالستيك اين فولاد در دماي C°40- تفاوت چنداني با دماي محيط ندارد. حال آن كه با كاهش بيشتر دما تا C°80- و C°196- حد بالستيك افزايش پيدا كرد. اين روند در آزمايش هاي بالستيك روي نمونه هاي كوئنچ شده نيز تكرار گشت. پس از اعتبار سنجي شبيه سازي هاي بالستيك، تعدادي شبيه سازي براي مطالعه تاثير هندسه دماغه پرتابه، جرم پرتابه و ضخامت هدف بر حد بالستيك انجام شد. نتايج نشان داد كه با كندتر شدن دماغه پرتابه، حدبالستيك افزايش پيدا مي كند. همچنين افزايش جرم گلوله و كاهش ضخامت هدف موجب كاهش قابل توجه حد بالستيك مي شوند.
    Thesis summary

  19. بررسي اثر غلتك‎زني عميق بر عمر خستگي سايشي در خمش دوراني
    فرج الله زارع جونقاني 2014
    خستگي سايشي يكي از دلايل گسيختگي قطعات صنعتي مي‎باشد كه هم‎زمان در معرض بارهاي متناوب و حركات لغزشي نسبت به هم هستند. در خستگي سايشي بسته به اين كه چه ماده‎اي تحت اثر اين پديده قرار گرفته است عمر مفيد قطعه از 50% تا 70 % و گاه بيشتر كاهش پيدا مي‎كند. از موارد اين گونه گسيختگي مي‎توان به كابل‎هاي فولادي، زنجيرها، سازه‎هاي پيچ و پرچ ياتاقان‎هاي بوشي و توربين‎هاي بخار اشاره نمود. از آنجايي كه گسيختگي قطعات صنعتي هزينه‎هاي زيادي در پي دارد در سال‎هاي اخير پژوهشگران روش‎هايي براي بهبود عمر قطعات در معرض خستگي سايشي ارائه داده‎اند. از جمله اين روش‎ها به‎كارگيري مهندسي سطح يا به‎كارگيري روش‎هاي عمليات بهبود سطحي مي‎باشد. اساس اين روش‎ها ايجاد لايه تنش پسماند فشاري در قطعات و بستن دهانه ترك‎هاي سطحي و به تعويق انداختن رشد ترك‎هاي سطحي مي‎باشد. در اين پژوهش نشان داده شده است كه عمر خستگي سايشي 95% نسبت به حالت خستگي معمولي كاهش يافته است. براي بهبود عمر خستگي سايشي در اين تحقيق از روش غلتك‎زني عميق بهره گرفته شده است. براين اساس ابتدا غلتك‎زني عميق بر روي نمونه‎هاي AL7075 انجام گرفت. سپس آزمايش‎هاي خستگي سايشي در خمش دوراني به منظور تعيين عمر، با استفاده از دستگاه مور در فركانس Hz 30 و نيروي فشاري ثابت N1300 انجام شد. در اين پژوهش همچنين اثر پارامترهاي مهم و تأثير گذار در روش غلتك‎زني عميق بر عمر خستگي سايشي مورد ارزيابي قرار گرفت. از جمله اين پارامترها مي‎توان به قطر ساچمه غلتك، ميزان نفوذ غلتك (بار)، سرعت دوراني نمونه، گام پيشروي غلتك و تعداد عبور اشاره نمود. براي دستيابي به مقدار و توزيع تنش پسماند ناشي از اين روش، مدل‎سازي در نرم افزار ABAQUS انجام شد. در شبيه سازي اين فرآيند به منظور اعمال رفتار واقعي ماده، اثر باشينگر و رفتار سخت‎شوندگي چرخه‎اي ماده، از مدل سخت‎شوندگي غير خطي چابوچه استفاده شد. همچنين براي بررسي خواص مكانيكي در سطح نمونه‎ها ، سختي سنجي به صورت تجربي در دو مرحله قبل و بعد از عمليات اندازه گيري و مورد مقايسه قرار گرفت. براي توجيه برخي پديده‎ها، سطوح شكست با استفاده از ميكروسكوپ نوري بررسي شدند.
  20. بررسي نرخ كرنش و دما بر سختي مواد
    جمال محمدي 2014
    اندازه گيري سختي مواد ارزان و تخريب آن اندك است. بنابراين، از آن مي توان به عنوان يك روش ساده براي مطالعه خواص مكانيكي فلزات استفاده نمود. در اين رابطه، با مطالعه عوامل تاثير گذار بر سختي در شرايط مختلف مي توان آن را جايگزين آزمايش هاي دشوار و پرهزينه اي كه معمولاً براي بررسي رفتار مكانيكي مواد مورد استفاده قرار مي گيرند نمود. در اين پژوهش، هدف بررسي تاثير عواملي از قبيل كرنش، نرخ كرنش و دما بر سختي مواد مي باشد. ماده ي مورد آزمايش در اين پايان نامه فولاد زنگ نزن آستنيتي L304 مي باشد. نمونه هاي اين ماده با استفاده از آزمايش هاي شبه استاتيكي كشش و فشار، آزمايش تيلور، ميله ي هاپكينسون كششي و ميله هاپكينسون فشاري در شرايط دمائي و نرخ كرنش متفاوت تحت بارگذاري قرار مي گيرند. براي بررسي تأثير نرخ كرنش و دما برسختي، توزيع نرخ كرنش و دما با استفاده از شبيه سازي تعيين مي گردند و سختي نيز به صورت آزمايشي اندازه گيري مي شود. در نهايت، يك مدل سختي كه در آن تأثيرات كرنش، نرخ كرنش و دما در نظر گرفته شده است ارائه مي گردد. براي شبيه سازي، ثابت هاي مدل ماده جانسون-كوك با استفاده از يك روش تركيبي آزمايشي/ عددي/بهينه سازي مشخص مي شوند. در بخش پاياني اين پژوهش، با بررسي ريزساختار نهائي نمونه هاي تغيير شكل يافته به كمك روش SEM و ميكروسكوپ نوري به توجيه و تفسير نتايج به دست آمده پرداخته مي شود. ريزساختار به دست آمده نشان مي دهد كه نسبت حجمي مارتنزيت تغيير شكل يافته از فاز اوليه ي آستنيتي با افزايش نرخ كرنش افزايش مي يابد، اما با افزايش بيشتر نرخ كرنش كاهش نسبت حجمي فاز مارتنزيت مشاهده مي شود. در نرخ كرنش هاي بالاتر در چگالي نابجائي ها در ريزساختارهاي به دست آمده افزايش چشم گير مشاهده مي شود.