منو
غلامحسین مجذوبی

استاد

تاریخ به‌روزرسانی: 1403/08/24

غلامحسین مجذوبی

مهندسی / مهندسی مکانیک

رساله های دکتری

  1. تعیین خواص مکانیکی مواد به روش نفوذ دینامیکی برای نرخ کرنش و دماهای بالا
    سمانه پورالعجل 1401
    بسیییاری از اجزاء و سییازههای مهندسییی ممکن اسیی تح بارگذاریهای دینامیکی و دمای بالا قرار گیرند . بنابراین، آگاهی از رفتار ماده در اینگونه از بارگذاریها از اهمی بسزای ی برخوردار اس . دستگاه ها ی آزمایشی متنوعی از قبیل هاپکینسو ن کشش ی و فشاری ، گوه پرتابی و تفنگ گازی برای استخرا ج خواص و رفتار ماده در حال دینامیکی یا به عبارت دیگر، در نرخکرنش بالا ابداع شد هاند. متا سفانه بسیار ی از این دستگا هها پیچیده، پرهزینه و نیازمند استفاد ه در شرایط ویژهای هستن د. از اینرو ارائه دستگا هها و روشهای کاربردی و سر یع و کم هزینهتر میتواند تاثیر بسزای ی در افزایش بهرهوری و سرع استخرا ج نتایج داشت ه باش د. روش نفوذ یکی از روشهای نوین، کم مخرب، ارزان، سری ع و حتی قاب ل ب هکارگیر ی برای وسییای ل در حا ل کار ، برای تعیین معادل ه ماد ه و تعیین خواص مکانیک ی مواد میباشیید ، ک ه در دهه اخ یر برای تعیین برخی خواص ماده نظیر سختی مورد استفاده قرار گرفته اس . در حال حاضر از این روش برای تعیین خواص مکانیکی ماده در حال استاتیکی اسیتفاده میشیود. هدف این رسیاله تعمیم و توسیعه کاربرد آزمایش نفوذ به بارگذاریهای دینامیکی و دسی یابی به خواص مواد در دماها و نرخکرنشهای بالا می باشد . اسا س این روش بر استخرا ج منحنی بار-عمق نفوذ و تبدیل آن به منحنی تنش-کرنش ماده اس . در این رسال ه، دستگا ه نفوذ دینامیکی به دو صورت ثاب و قابلی حمل دست ی طراحی و ساخت ه شد هاس . آزمایش های نفوذ دینامیکی برای س ه ماده آلیاژ فولادی، آلومینیوم و مس و در چهار نرخکرنش و چهار دما انجام گردیده اس . همچنین، در این تحقیق، با استفاد ه از نتایج تجربی آزمون نفوذ، شبی ه ساز ی آزمایش نفوذ و روشهای بهینه ساز ی تو سط الگوریتم ژنتیک و الگوریتم ازدحام انبوه ذرات با ا ستفاده از تابع هدف سار وگی و پیشبینی شبک ه ع صب ی م صنوعی، ثاب های دو مدل ماده جان سو ن-کوک و زریلی-آرم ستران گ یا به عبارت دیگر، منحنی های تنش-کرنش سه ماده فوق الذکر تعیین گردیدند. نمودارهای تنش-کرنش بهدس آمده با منحنیهای تنش-کرنش حاص ل از آزمایش هاپکینسو ن فشا ری و ساچم ه زنی اعتبارسنج ی شدند. تطابق قابل قبولی بین منحنیهای تنش-کرنش تجربی و نمودارهای بهدس آمده از شبی هسازی و بهین هسازی مشییاهده گردید. ب هطور کلی میتوان نتیجه گرف ک ه آزمون نفوذ دینامیک ی میتوان د جایگزی ن آزمون
    خلاصه پایان نامه

  2. بررسی اثرات نرخ کرنش در آسیب فلزات با استفاده از مکانیک آسیب و پیش آسیب
    سیدسجاد جعفری 1400
    مطالعه و بررسی آسیب نرم موضوع تحقیقات زیادی در طی دهه های اخیر بوده است. مدل های متنوعی برای بررسی آسیب نرم ارائه شده اند که مدل بونورا یکی از شناخته ترین و پرکاربردترین آن ها می باشد. این مدل دقت قابل قبولی در بارگذاری شبه-استاتیکی دارد. این در حالی است که اثرات نرخ کرنش در این مدل در نظر گرفته نشده است. یکی از اهداف این رساله بررسی اثرات نرخ کرنش بر آسیب نرم فلزات و اعمال اثرات نرخ کرنش در مدل بونورا می باشد. برای این کار فلز مس خالص و کامپوزیت مس/تیتانیوم اکسید مورد آزمایش قرار گرفتند. بدین منظور، ابتدا نمونه های مسی با هندسه جدید طراحی و ساخته شدند به گونه ای که بتوانند تغییر شکل دینامیکی را بدون این که دچار شکست یا گلویی شدن بشوند، تحمل کنند. با اعمال تغییر طول تنظیم شده این نمونه ها توسط میله هاپکینسون در نرخ های کرنش متفاوت، سطحی از آسیب در آن ها القا گردید. بعد از اعمال بار دینامیکی، قسمت اصلی نمونه تحت آزمایش سیکلیک قرار گرفته و منحنی تنش-کرنش سیکلیک نمونه به دست می آید. از این منحنی، مدول یانگ (الاستیسیته) محاسبه و با توجه به کاهش آن، پارامتر آسیب به صورت تجربی در نرخ کرنش های بالا محاسبه می گردد. نتایج تجربی به دست آمده نشان دادند که ضرایب مدل بنورا به نرخ کرنش وابسته می باشند. بدین ترتیب، با اعمال اثر نرخ کرنش بر معادله بونورا این معادله اصلاح گردید. مدل آسیب بهبودیافته بونورا سپس، در زیر برنامه VUSDFLD آباکوس وارد شد و آزمایش های آسیب تجربی انجام شده در این نرم افزار شبیه سازی گردیدند. نتایج شبیه سازی نشان داد که توافق قابل قبولی بین نتایج تجربی، مدل بهبودیافته و شبیه سازی وجود داشت. نتایج نشان داد که آسیب می تواند نقش بسیار زیادی در کرنش-نرم شوندگی در منحنی تنش-کرنش (با در نظر گرفتن سطح موثر تحت تنش و پس از کسر سطح متناظر حفره ها) ایفا نماید. طبق نتایج به دست آمده آسیب، استحکام نهائی برای مس خالص را از MPa225 به MPa185 کاهش داد. در ادامه، آسیب در کامپوزیت مس/تیتانیوم اکسید مورد بررسی قرار گرفت. در این رساله از پودر مس به عنوان ماده زمینه و تیتانیوم دی اکسید (در ابعاد نانو و میکرو) به عنوان فاز تقویت کننده برای ساخت کامپوزیت استفاده گردید. برای تهیه نمونه های کامپوزیتی از روش فشرده سازی پودر استفاده شد. فشرده سازی پودر به دو روش شبه استاتیکی (به کمک دست
    خلاصه پایان نامه

  3. مطالعه رفتار مکانیکی و بالستیک نانوکامپوزیتهای پلی کربنات- نانو رس/ گرافن
    حسین ملک محمدی 1398
    مطالعه رفتار مکانیکی و بالستیک نانوکامپوزیتهای پلی کربنات- نانو رس/ گرافن
    خلاصه پایان نامه

  4. تعیین رفتار دینامیکی و استاتیکی کامپوزیتهای اپوکسی تقویت شده با الیاف کربن و نانوگرافن
    شهاب امینی نژاد 1398
    تعیین رفتار دینامیکی و استاتیکی کامپوزیتهای اپوکسی تقویت شده با الیاف کربن و نانوگرافن
    خلاصه پایان نامه

  5. بررسی خواص مکانیکی نانو کامپوزیت پایه منیزیم ساخته شده به روش فشرده سازی پودر
    کاوه رحمانی 1397
    منیزیم و آلیاژهای آن یکی از سبک ترین مواد فلزی با خواصی همچون استحکام ویژه بالا می باشند. به جهت سبک بودن منیزیم و به تبع آن تاثیری که در کاهش مصرف سوخت وسایل متحرک و کاهش اثرات سوء زیست محیطی ناشی از آلاینده ها دارد، مورد توجه بسیاری از صنایع خودروسازی و هوایی قرارگرفته است. با افزودن عناصر مختلف به این فلز می توان به خواص منحصری دست پیدا کرد. هدف این تحقیق، ساخت نمونه های نانوکامپوزیت و میکروکامپوزیت منیزیم تقویت شده با درصدهای حجمی 0، 5/1، 3، 5 و 10 نانوذرات کاربید سیلیکون، نانوذرات کاربید بور و میکروذرات کاربید بور می باشد. برای ساخت نمونه ها از روش های متالورژی پودر با تمرکز بر روش تراکم دینامیکی استفاده گردید. همچنین، برای مقایسه بین روش متالورژی پودر و ریخته گری، نمونه هایی به روش ریخته گری گردابی تولید شد. در این راستا برای مطالعه تاثیر نرخ بارگذاری حین ساخت و دما، نمونه ها با سه روش پرس شبه استاتیک با اینسترون، تراکم دینامیکی با وزنه سقوطی با سرعت 8متر بر ثانیه و تراکم دینامیکی با میله هاپکینسون با سرعت 5/15 متر بر ثانیه در سه دمای 25، 250 و 450 درجه سلسیوس ساخته شدند. سپس، تعیین خواص فیزیکی، خواص مکانیکی (نرخ کرنش بالا و نرخ کرنش پایین) و مطالعات ریزساختاری نمونه های ساخته شده به منظور بررسی تاثیر پارامترهای مختلف نظیر دما، پیش تراکم، درصد حجمی و نوع ذرات تقویت کننده انجام پذیرفت. بیشترین چگالی نسبی برابر 9/99% در تراکم دینامیکی (میله-هاپکینسون) و کمترین 7/98% در پرس شبه استاتیک (اینسترون) اندازه گیری گردید. بررسی ها نشان داد با افزودن نانوذرات، چگالی ماده کاهش، میکروسختی 45%افزایش، استحکام فشاری در نرخ کرنش پایین تا 60% افزایش و استحکام فشاری در نرخ کرنش بالا 28% افزایش را تجربه نموده اند. همچنین، با کاربرد پیش تراکم در تراکم های دینامیکی، سختی و استحکام فشاری 3و 10 درصد بهبود یافت. علاوه بر این، مشخص شد که مقاومت سایشی نمونه های متراکم شده دینامیکی با افزودن درصد حجمی نانوذرات، 70 % افزایش داشت. آزمون دندانه زنی برای تعیین منحنی نیرو-عمق نفوذ نانوکامپوزیت ها ساخته شده با سه روش جهت تعیین رفتار کششی انجام گردید و همچنین، آزمون فشار قطری (دیسک برزیلی) بر روی تعدادی از نمونه های نانوکامپوزیت استفاده شد. تعیین ضرایب مدل کپ دراکر- پراگر، بخش دیگری از مطالعات
    خلاصه پایان نامه

  6. بررسی خواص مکانیکی و خرابی در ورق های فلزی الیافی با استفاده از شبیه سازی و آزمایش
    محمد کشفی 1396
    چکیده: در این پژوهش یک تفنگ گازی برای متراکم سازی دینامیکی پودر طراحی شده است. یکی از مزیت های متراکم سازی دینامیکی در مقایسه با استاتیکی، جوش سرد در بین ذرات می باشد. این طراحی دارای دو بخش است. در قسمت اول تفنگ گازی از دیدگاه مکانیک سیالات طراحی و شبیه سازی شده است. در قسمت دوم، بر اساس مفاهیم مکانیک جامدات اجزای دستگاه طراحی شده است. شبیه سازی های عددی با استفاده از یک تفنگ گازی کوچک، که در آزمایشگاه مقاومت مصالح دانشگاه بوعلی سینا موجود می باشد، اعتبارسنجی شده است. این تفنگ گازی طوری طراحی شده است که بتواند پرتابه هایی با سرعت های گوناگون برای متراکم سازی مواد مختلف را پرتاب کند. برای شبیه سازی عددی، از نرم افزار AUTODYN استفاده شده است. شبیه سازی ها با استفاده از المان های اویلری و لاگرانژی جفت شده انجام گرفته است. تاثیر عوامل مختلف بر کارایی تفنگ گازی مانند شکل و حجم مخزن، فشار ترکیدگی دیافراگم، لقی بین سابوت و لوله و همچنین اصطکاک آن مورد بررسی قرار گرفته است. تفنگ طراحی شده در این کار، یک تفنگ یک مرحله-ای است که طول لوله آن 4 متر و حجم مخزن آن 5/2 لیتر می باشد. قطر داخلی لوله، 10 سانتی متر در نظر گرفته شده است. اگر گاز عامل هوا در نظر گرفته شود، تفنگ گازی توانایی شلیک پرتابه 5 کیلوگرمی با سرعت 200 متر بر ثانیه را دارد. استفاده از گازهای سبک، مانند هلیم، سرعت شلیک را حداقل 50% افزایش می دهد. پرتابه ای با این جرم و سرعت، تنش هایی در مقیاس گیگاپاسگال می تواند در پودر آلومینیوم ایجاد کند. این تنش می تواند ماده از قبل متراکم شده را، به 98% چگالی تئوری برساند. یک آزمایش برای تشخیص جوش سرد در بین اجزای پودر با موفقیت انجام شد، که در آن از یک پرتابه 1 کیلوگرمی با سرعت 60 متر بر ثانیه استفاده شد. این تفنگ گازی هم اکنون در آزمایشگاه مقاومت مصالح دانشگاه بوعلی سینا در حال ساخت می باشد.
    خلاصه پایان نامه

  7. تخمین عمر خستگی سایشی تحت بار تماسی نوسانی با استفاده از تئوری فاصله بحرانی
    فرشاد عباسی 1396
    چکیده: خستگی سایشی عبارت است از فرایند جوانه زنی ترک، رشد ترک و گسیختگی نهایی یک جسم که در تماس با جسم دیگر قرار دارد و بطور همزمان تحت تنش ها و کرنش های تکراری قرار گرفته است. عارضه خستگی سایشی در بسیاری از اجزای مکانیکی مانند چرخ دنده ها، شفت ها، بلبرینگ ها، پرچ ها، کوپلینگ های زبانه دار، کابل ها، فنرهای تخت، مفاصل استخوانی، سیستم انتقال قدرت بالگردها، اتصالات دم چلچله ای توربین ها و غیره به وجود می آید و موجب کاهش شدید عمر مفید آن ها می شود. در مطالعات انجام شده در زمینه خستگی سایشی، پژوهشگران بیشتر به خستگی سایشی در حالت نیروی عمودی ثابت توجه داشته-اند. این در حالی است که در بسیاری از کاربردهای مهندسی مانند اتصالات پیچ و مهره موتورهای خورجینی وی شکل و اتصالات دم چلچله ای توربین ها و موتورهای جت، نیروی عمودی بصورت سیکلی وارد می شود. در این پایان نامه یک دستگاه آزمایش خستگی سایشی جدید با قابلیت اعمال نیروی عمودی دو طرفه و سنکرون در دامنه ها (صفر تا 10000 نیوتن) و فرکانس های مختلف (صفر تا 200 هرتز) به منظور بررسی رفتار خستگی سایشی در حالت نیروی عمودی سیکلی طراحی و ساخته شده است. با استفاده از آزمایش، تاثیر پارامترهای مختلف مانند فرکانس نیروی عمودی، اختلاف فاز بین نیروهای محوری و عمودی، دامنه نیروی عمودی، هندسه تماس، ساچمه زنی و دمای بالا بر رفتار خستگی سایشی آلیاژ Al7075-T6 مورد مطالعه قرار گرفته است. در کلیه آزمایش ها طول ترک های خستگی سایشی در حین رشد با استفاده از روش رپلیکا اندازه گیری شده و در ادامه پژوهش به منظور صحت سنجی نتایج حاصل از شبیه سازی مورد استفاده قرار گرفته است. همچنین رفتار تریبولوژیکی سطح سایش و نواحی شکست نمونه های آزمایش، مسیر رشد ترک و همچنین محل و زاویه جوانه زنی ترک توسط میکروسکوپ الکترونی روبشی اس.ای.ام و میکروسکوپ نوری مورد بررسی مفصل قرار گرفته است. شبیه سازی مساله خستگی سایشی در حالت نیروی عمودی سیکلی به منظور پیدا کردن تنش های تماسی، کانتورهای تنش، ضرایب شدت تنش نوک ترک و عمر رشد ترک توسط نرم افزار FRANC2D انجام شده است. در ادامه با استفاده از نتایج حاصل از شبیه سازی و ترکیب آن با نتایج تجربی، عمر جوانه زنی ترک در شرایط مختلف تخمین زده شده و نمودارهای تنش-عمر مربوط به هر کدام از فازهای جوانه زنی ترک و رشد ترک استخراج گردیده است. نتایج
    خلاصه پایان نامه

  8. تعیین خواص مکانیکی نانوکامپوزیت های پلی پروپیلن/خاک رس و پلی پروپیلن/کربنات کلسیم تحت بارگذاری ضربه ای و سیکلی
    پاینده پیمان جواد 1395
    چکیده: استفاده از کامپوزیت های زمینه پلیمری، به دلیل نسبت استحکام به وزن بسیار خوبی که دارند، در سال های اخیر رو به گسترش است. پلی پروپیلن به عنوان یک پلیمر ترموپلاستیک دارای خواص بسیار خوب مکانیکی بوده و در ساخت کامپوزیت های پلیمری به صورت گسترده استفاده می شود. تحقیقات اخیر نشان می دهد، نانو خاک رس و نانو کربنات کلسیم که به عنوان پر کننده در درصدهای کم وزنی به موادپلیمری اضافه می شوند، خواص مکانیکی آن ها را به نحو چشمگیری افزایش می دهند. بررسی اثر بهبود این خواص از نکات کلیدی در طراحی قطعات مختلف پلیمری می باشد. در این رساله، نانوکامپوزیت پلی پروپیلن/خاک رس و پلی پروپیلن/کربنات کلسیم به روش مخلوط مذاب با مقادیر مختلف نانوذرات (5/0، 1، 3 و 6 درصد وزنی) تهیه شده و نمونه های لازم برای آزمون های مختلف مکانیکی از طریق تزریقی تهیه شده است. بعد از انجام آزمایش های مختلف مکانیکی از قبیل کشش، فشار، شارپی، خمش سه نقطه ای، خستگی و سختی، اثر نانو ذرات بر روی خواص مکانیکی پلیمر مورد بررسی قرار گرفته است. آزمایش سختی به دلیل غیر مخرب بودن بیشتر مورد توجه قرار گرفته و یک مدل جدید برای مرتبط کردن تنش تسلیم، مدول الاستیسیته و نیروی بارگذاری به میکروسختی ارائه شده است. در ادامه، به منظور پیش بینی رفتار کامپوزیت ها به روش عددی، به دلیل وابستگی تسلیم مواد پلیمری به فشار هیدوراستاتیک، از معیار تسلیم دراکر-پراگر استفاده شده است. محاسبه ضرایب دراکر-پراگر نیاز به آزمایش های پیچیده مکانیکی دارد و اگر تنش تسلیم ماده بالا باشد، عملا امکان پذیر نیست. به این منظور یک روش بر اساس بهینه سازی جعبه سیاه پر هزینه ارائه شده است که می تواند ضرایب دراکر-پراگر را محاسبه کند. در روش فوق با ایجاد ارتباط بین نرم افزار متلب و کد اباکوس، ضرایب دراکر-پراگر برای کامپوزیت محاسبه شده و اثرات نانوذرات نیز بر این ضرایب به دست آمده است. همچنین با این روش می توان، با انجام تنها آزمایش خمش سه نقطه ای، خواص مکانیکی کامپوزیت از قبیل مدول الاستیسیته، تنش تسلیم کششی، تنش تسلیم فشاری و نسبت پواسون پلاستیک را محاسبه کرد. پیش بینی حساسیت تنش تسلیم مواد پلیمری نسبت به دما و نرخ کرنش از پارامترهای مهم برای طراحی قطعات مکانیکی تحت بارگذاری ضربه ای می باشد. به این منظور آزمایش های مختلفی در محدوده دمایی 25-85 درجه سانتیگراد و
    خلاصه پایان نامه

  9. ارائه روش های نوین در اصلاح منحنی های تنش-کرنش
    فرزاد فریبا 1393
    ّّّّّّّّتعیین منحنی اصلاح شده فلزات یکی از مباحث اساسی و مهم در مهندسی مکانیک و مواد می باشد. اهمیت این مبحث هم سنگ اهمیتی است که نمودار های تنش وکرش در تعیین خواص مواد ایفا می کنند، زیرا بدون اصلاح این نوع منحنی ها، اطلاعات بدست آمده از آن ها شامل مقادیر تنش-کرنش بعد از ایجاد گلویی، در طراحی های مربوط به صنایع تغییر شکل فلزات و همچنین، رابطه بین تنش-کرنش در تعریف مدل ماده مناسب برای تحلیل های اجزای محدود در شبیه سازی ها قابل اعتماد و اطمینان نمی باشند. با توجه به اهمیتی که شبیه سازی ها در علوم مهندسی مکانیک بخصوص در دهه اخیر یافته اند لازم است منحنی های تنش-کرنش تعریف شده برای مواد مورد بررسی، دقیق و منطبق بر واقعیت باشند. این منحنی ها در مباحث نظری پلاستیسیته، نشان دهنده سطح تسلیم ماده می باشند که بر اساس تنش معادل تعیین شده، از اطلاعات مربوط به منحنی های تنش-کرنش اصلاح شده بدست می آیند. برای اصلاح منحنی های تنش-کرنش روش هایی ارائه شده است اما تنها تعداد بسیار معدودی از این روش ها کاربردی می باشند. یکی از کاربردی ترین این روش ها روش بریجمن می باشد که در آن با در نظر گرفتن فرضیاتی برای ساده سازی، روابطی برای اصلاح منحنی های تنش-کرنش ارائه شده است. استفاده از این رابطه و روابط مشابه مستلزم تعیین دقیق پروفیل گلویی در حین آزمایش می باشد. این عملیات همراه با کارهای کامپیوتری بعدی که باید بر روی آن انجام شود، کاری مشکل و دارای خطا می باشد. همچنین، روش های عددی موجود برای اصلاح منحنی های مربوطه معمولا نیازمند کد نویسی های لینک شده با نرم افزار می باشند که این نیز مشکلات خاص خود را دارد. بر این اساس، وجود روش هایی که بر مبنای فرضیاتی کم تر، و نیز اندازه گیری های ساده تر در حین آزمایش بنا شده باشد لازم و ضروری می باشد. در این تحقیق سه روش نوین برای این منظور ارائه شده است. این روش ها برای اصلاح منحنی های تنش-کرنش در آزمایش های شبه استاتیکی، آزمایش های دینامیکی با نرخ کرنش های متفاوت و نیز آزمایش های دما متغیراستفاده و نتایج حاصله با روش های موجود صحت سنجی شده است. همچنین، از این روش ها برای تعیین ثابت های مدل های ماده در آزمایشات دینامیکی استفاده شده است. روش اول بر اساس اصل بقای انرژی در آزمایش کشش استخراج و پیشنهاد شده است و دیدگاه جدیدی را در این خصوص ارائه می دهد. این
  10. ساخت نانوکامپوزیت پایه آلومینیوم سری 7000 به روش فشرده سازی پودر و مشخصه یابی خواص مکانیکی آن
    امیر عطریان افیانی 1393
    آلومینیوم یکی از فلزات سبکی است که کاربرد گسترده ای در صنایع مختلف دارد. با افزودن عناصر مختلف می توان به آلیاژهای این فلز با خواص برتر دست پیدا کرد. آلیاژ Al7075 یکی از انواع این آلیاژهاست که در صنایع خودرو و هوا- فضا مورد توجه بسیاری قرار گرفته است. هدف این تحقیق، تقویت آلیاژ Al7075 توسط نانوذرات کاربید سیلیکون و میکروذرات کاربید بور و ساخت نمونه های نانوکامپوزیت و کامپوزیت می باشد. برای ساخت نمونه ها از روش های متالورژی پودر با تمرکز بر روش های تراکم دینامیکی، استفاده شده است. در این راستا برای مطالعه تاثیر نرخ بارگذاری حین ساخت، نمونه ها با سه روش پرس گرم شبه استاتیک، تراکم دینامیکی با وزنه سقوطی و تراکم دینامیکی با تفنگ گازی ساخته شدند. سپس، تعیین خواص مکانیکی و مطالعات ریزساختاری نمونه های ساخته شده به منظور بررسی تاثیر پارامترهای مختلف نظیر دما، پیش تراکم و کسر حجمی و نوع ذرات تقویت کننده انجام پذیرفت. بیشترین چگالی نسبی برابر %98 در تراکم دینامیکی و %100 در پرس شبه استاتیک اندازه گیری گردید. بررسی ها نشان داد با افزودن نانوذرات چگالی ماده کاهش، استحکام فشاری تا %50 افزایش و میکروسختی افزایش %20 را تجربه نموده است. همچنین، مشخص شد که مقاومت سایشی نمونه های متراکم شده دینامیکی با افزودن درصد حجمی نانوذرات، کاهش داشت که می تواند به دلیل پیوندهای ضعیف بین ذرات ناشی از روش ساخت مورد استفاده باشد. رفتار کششی تعدادی از نمونه های نانوکامپوزیت ساخته شده به کمک تفنگ گازی نیز با استفاده از نتایج آزمون دندانه زنی و به کار گیری شبیه سازی های عددی و شبکه عصبی تعیین گردید. تعیین ضرایب مدل کپ دراکر- پراگر که برای مدل سازی ماکرومکانیک مواد پودری مورد استفاده قرار می گیرد، بخش دیگری از مطالعات انجام گرفته در این پژوهش می باشد. جهت تعیین این ضرایب، آزمون های تجربی متعددی نیاز است که بسیار زمان بر و پر هزینه می باشد. در تحقیق حاضر، با استفاده هم زمان از نتایج آزمایش تراکم تک محوره ساده، شبیه سازی های اجزاء محدود در ABAQUS و شبکه عصبی، این ضرایب به همراه ضریب اصطکاک بین پودر و دیواره قالب، با صرف کمترین وقت و هزینه به دست آمدند.

پایان‌نامه‌های کارشناسی‌ارشد

  1. بررسی تجربی و عددی رفتارخمشی چرخه ای ورق های فلزی الیافی تحت بارگذاری خمش سه نقطه ای چرخه ای
    البرز محبی 1401
    ورق های فلزی الیافی (FML) مواد ترکیبی جدیدی هستند که به دلیل خواص مکانیکی بهتر در مقایسه با فلزات یکپارچه و مواد مرکب زمینه اپوکسی به طور گسترده ای در صنعت هواپیمایی مورد استفاده قرار می گیرند. اف ام ال ها از چسباندن لایه های فلز و ماده مرکب تقویت شده با الیاف، ساخته شده اند. در اف ام ال خواص پلاستیک و دوام فلزات، با خواص خستگی و شکست مواد مرکب ترکیب می شود. در این پایان نامه، رفتار خمشی چرخه ای اف ام ال ها تحت بارگذاری خمش سه نقطه ای چرخه ای به صورت تجربی و شبیه سازی عددی بر پایه اجزای محدود بررسی شده است. در پژوهش حاضر، از اف ام ال های ساخته شده از ورق آلومینیوم2024 و الیاف شیشه بافته شده از نوع Eدر بستر اپوکسی، که تحت عنوان گلار شناخته می شوند، استفاده شده است. در این پژوهش با استفاده از شبیه سازی تکراری خواص مکانیکی ماده مرکب بدست آمد. همچنین، لازم به ذکر است با توجه بارگذاری نوسانی در آزمایش خمش سه نقطه ای چرخه ای یک فیکسچر مناسب طراحی و ساخته شد. شبیه سازی های عددی با استفاده از پیاده سازی مدل مذکور در نرم افزار اجزاء محدود آباکوس انجام پذیرفت. نتایج نشان داد که شبیه سازی انجام شده می تواند با دقت خوبی رفتار ماده را در مقایسه با آزمایش ها پیش بینی کند. به منظور بررسی اثر تنش برشی بین لایه ای، تمامی شبیه سازی ها به دو صورت همراه با سطح چسبنده و بدون سطح چسبنده انجام پذیرفت. با انجام آزمایش خمش سه نقطه ای چرخه ای بر روی نمونه اف ام ال در دامنه های مختلف، مشخص شد که در دامنه های جابه جایی کمتر از 2 میلی متر رفتار اف ام ال کاملاً در ناحیه الاستیک خود می باشد. سپس با افزایش دامنه کرنش (بین 2 تا 6 میلی متر) رفتار اف ام ال به سمت ناحیه پلاستیک خود می رود. در نهایت با افزایش دامنه جابه جایی (بیشتر از 6 میلی متر) نمونه وارد ناحیه آسیب خود می شود. همچنین، آزمایش ها نشان داد که با افزایش دامنه ی جابه جایی تورق در نمونه بیشتر می شود. سپس با استفاده از یک کد متلب پارمترهای مدل ماده چابوچه برای نمونه های آزمایش شده بدست آورده شد. در نهایت آزمایش خمش سه نقطه ای در مود نیرو کنترل بررسی شد. آزمایش ها نشان داد که با افزایش نیرو از 250 به 290 نیوتن مقدار تورق و آسیب در نمونه بیشتر می شود.
    خلاصه پایان نامه

  2. تعیین خواص مکانیکی و تریبولوژیکی مواد هدفمند (FGM) Ti-SiO2و Ti-HA ساخته شده با روش متالورژی پودر جهت استفاده در ایمپلنت دندان
    مستوره محمدی 1400
    ماده تابعی (FGM) یک ماده کامپوزیتی ناهمگن است که از دو یا چند فاز تشکیل دهنده با تغییر در ریزساختار از یک ماده به ماده دیگر با یک گرادیان خاص تشکیل شده است. مواد تابعی به دلیل خواص مکانیکی و تریبولوژیکی خوب، در کاربردهای پزشکی از جمله کاشت های دندانی مورد استفاده قرار می گیرند. در این پژوهش از روش متالورژی پودر جهت ساخت مواد تابعی Ti-HA و Ti-SiO2 استفاده شده است. این روش با استفاده از یک دستگاه جدید جهت ترکیب پودرها به-صورت تابعی و با سه نرخ کرنش مختلف با استفاده از روش های تراکم سازی دینامیکی و شبه استاتیکی برای فشرده سازی پودر تابعی انجام شده است و در نهایت خواص مکانیکی و تریبولوژیکی نمونه های تابعی ساخته شده مورد بررسی و مقایسه قرار گرفته است. نمونه های تابعی Ti-HA و Ti-SiO2 ساخته شده با استفاده از تراکم دینامیکی توسط میله هاپکینسون که از نرخ کرنش های بالاتری نسبت به دو روش دیگر (تراکم دینامیکی توسط وزنه سقوطی و تراکم شبه استاتیکی توسط دستگاه تست چندمنظوره کشش و فشار) در حین بارگذاری بهره می برد، منجر به تولید نمونه های با چگالی بالاتری گردید. چگالی نسبی نمونه های ساخته شده با سه روش تراکم سازی با افزایش نرخ کرنش افزایش یافت. بیش ترین چگالی نسبی برای نمونه Ti-HA تولید شده با استفاده از تراکم سازی دینامیکی توسط میله هاپکینسون به دست آمد. بررسی تصاویر میکروسکوپ الکترونی روبشی نشان داد که فرآیند ساخت ماده تابعی با ساختار درجه بندی شده موفقیت آمیز بوده است. سختی ویکرز نمونه های تابعی با افزایش نرخ کرنش و کاهش درصد تقویت کننده(HA یا SiO2 ) افزایش یافت. افزایش نرخ کرنش در هر دو مواد تابعی منجربه افزایش حداکثر نیرو و انرژی دندانه زنی گردید درحالی که افزایش درصد تقویت کننده سرامیکی (HA یا SiO2) باعث کاهش حداکثر نیرو و انرژی دندانه زنی شد. استحکام نهایی فشاری نمونه های تابعی Ti-HA و Ti-SiO2 با افزایش نرخ کرنش بارگذاری افزایش یافت. افزایش نرخ کرنش تراکم منجربه افزایش مقاومت سایشی مواد تابعی Ti-HA و Ti-SiO2 گردید. برای روش تراکم سازی دینامیکی توسط میله هاپکینسون بیش ترین مقاومت سایشی در مقایسه با دو روش دیگر مشاهده شد. بررسی های میکروسکوپی مشخص نمود که مکانیزم های سایش حاکم در هر سه روش تراکم سازی، مکانیزم های اصطکاک چسبندگی، تورق و ساینده بوده اند.
    خلاصه پایان نامه

  3. بررسی تاثیر پوشش نانوساختار لایه ای کروم و نیترید کروم اعمال شده به روش رسوب گذاری فیزیکی از فاز بخار به علاوه آنودایز بر خستگی سایشی محوری آلیاژ آلومینیوم 7075
    حسین عسگری بختیاری 1400
    خستگی سایشی پدیده مخربی است که در اجزایی که با یکدگیر تماس دارند مانند دم چلچله ای توربین ها، اعضای دوار انواع ماشین های صنعتی مانند بیرینگ ها و پیچ و مهره رخ می دهد و باعث کاهش عمر مفید آن ها می شود. در سال های اخیر، محققان همواره به دنبال راهی برای بهبود عمر این اجزا و کاهش تاثیر نامطلوب خستگی سایشی بوده اند. یکی از این روش ها، تکنیک های مهندسی سطح می باشد. در این پژوهش، پوشش دهی نانولایه Cr/CrN در دو دمای 150 و 300 درجه سانتی گراد به همراه پوشش دهی آلومینا بر روی نمونه هایی از جنس آلومینیوم 7075-T6 که کاربرد فراوانی در صنعت ساخت هواپیما دارد به منظور بهبود عمر خستگی سایشی آن ها مورد استفاده قرار می گیرند. نتایج به دست آمده نشان می دهند که پوشش دهی نانولایه Cr/CrN در دمای 300 درجه سانتی گراد بهترین عملکرد را در بهبود عمر خستگی سایشی پرچرخه با بهبودی به میزان حداکثر %201 دارد. همچنین، هر دو روش آنودایز و روش عملیات حرارتی T6 نمونه های پوشش دهی شده در دمای 300 درجه سانتی گراد باعث بهبود عمر به میزان %33 در تنش محوری 260 مگاپاسکال می شوند. عمر خستگی سایشی نمونه های پوشش دهی شده با نانولایه Cr/CrN در دمای 150 درجه سانتی گراد و نمونه های متناظر با زیرلایه آلومینا روندهایی مشابه با پوشش لایه نشانی شده در دمای 300 درجه سانتی گراد دارند، با این تفاوت ها که حداکثر بهبود عمر در آن ها به ترتیب %36 و %70 است و در حداکثر تنش 260 مگاپاسکال نیز به دلیل شکست کششی نمونه ها در چرخه اول هیچ داده خستگی به دست نمی آید. نتایج همچنین نشان می دهند که پوشش دهی نانولایه Cr/CrN در هر دو دمای مورد بررسی باعث تضعیف خواص مکانیکی نمونه های آلومینیومی می شوند که منجر به افت شدید عمر خستگی سایشی در تنش های محوری بالا می شود. علاوه بر آن، عملیات حرارتی مجدد 6T باعث بازیابی خواص مکانیکی از دست رفته آلیاژ آلومینیوم می گردد که تاثیر آن در عمر خستگی سایشی خصوصا در تنش های بالا کاملاً مشهود است. ارزیابی کیفی چسبندگی پوشش های نانولایه در دو دمای 150 و 300 درجه سانتی گراد و پوشش آلومینا حاکی از چسبندگی قابل قبول آن به زیرلایه آلومینیومی می باشد. تحلیل پراش اشعه ایکس نمونه ها نشان می دهد که دمای بالای پوشش دهی باعث افزایش سایز دانه در زیرلایه آلومینیومی و کاهش تنش پسماند فشاری یا ایجاد تنش پسماند کششی در
    خلاصه پایان نامه

  4. تاثیر دما بر خمش صفحه ای پروفیل های نبشی، ناودانی و تسمه از جنس آلومینیوم، مس یا آهن
    وحید ملک زاده 1399
    چکیده: خم کاری یکی از مهم ترین روش های شکل دهی فلزات می باشد. یکی از انواع خم کاری، خم کاری به شیوه خمش درون صفحه ای است که برای خم کاری برخی از پروفیل ها مانند تسمه، نبشی و ناودانی مورد استفاده قرار می گیرد. در صنعت، این عملیات اغلب با گرم کردن قطعه صورت می گیرد که به سهم خود پر هزینه و زمان بر می باشد. روش خمکاری درون صفحه ای روشی به مراتب دقیق و مقرون به مصرفه تر نسبت به سایر روش های خمکاری است که می توان با استفاده از آن پروفیل های ذکر شده را با انعطاف پذیری مناسبی خم کرد. از جمله وجوح متمایز کننده ی این روش نسبت به سایر روش ها، قابل کنترل بودن آن و جلوگیری از تاب برداشتن و برگشت فنری پروفیل می باشد. طراحی دستگاه خمش درون صفحه ای به گونه است که پروفیل توسط یه غلتک تغذیه کننده بین دو قطعه سنبه و سندان رانده می شود و در آنجا بین این دو قطعه به صورت پیوسته تحت ضربات پرسی قرار گرفته و به دلیل گوه ای بودن شکل سنبه، پروفیل به صورت تدریجی خم می شود. نکته قابل ذکر وجود کوره در این بین می باشد که در صورت نیاز قطعه ابتدا گرم و سپس پرس می شود. شایان ذکر است که تاثیر حرارت بر خمش پروفیل به روش درون صفحه ای برای اولین بار در این پایان نامه مورد بررسی قرار می گیرد. در این تحقیق از یک دستگاه خمش صفحه ای با قابلیت کنترل حرارت، فرکانس و میزان تداخل سنبه درون قطعه استفاده شده است. سنبه دارای زاویه 2 درجه می باشد و از جنس فولاد ساخته شده است. مواد مورد آزمایش از جنس آهن و آلومینیوم با شکل های تسمه، نبشی و ناودانی می باشند که در سه درجه حرارت مختلف نسبت به دمای تبلور مجدد آن ها و سه فرکانس متفاوت مورد آزمایش قرار می گیرد. همچنین، برای راستی آزمایی و صرفه جویی در زمان و هزینه، فرآیند خمش درون صفحه ای توسط نرم افزار ال-اس-داینا مدل سازی می گردد. خوشبختانه، توافق قابل قبولی بین نتایج آزمایشی و عددی مشاهده گردیده است. برای مدلسازی آزمایش ها از مدل ماده جانسون-کوک استفاده شده و ثابت های آن از آزمایش کشش و همچنین، استفاده از مقالات مربوط، استخراج گردیدند.
    خلاصه پایان نامه

  5. بررسی تجربی و عددی معادل حالات دینامیکی در مواد پلیمری
    نیلوفر زارع 1398
    بررسی تجربی و عددی معادل حالات دینامیکی در مواد پلیمری
    خلاصه پایان نامه

  6. تحلیل تجربی و عددی ارتعاشات ورق های مستطیل شکل کامپوزیتی الیاف فلز
    عاطفه حسنی 1398
    چکیده: الیاف فلز ها مانند اغلب مواد مرکب، دارای خواص فیزیکی و مکانیکی مناسبی می باشند. همچنین، این مواد بسیاری از خواص مواد یکپارچه مانند شکل پذیری بالا، تغییر شکل پلاستیک بالا بدون خرابی چندان را نیز دارا می باشند. الیاف شیشه با خصوصیات استحکام بالا، مقاومت دمایی و خوردگی خوب، شناخته می شوند و عمدتاً در صنایع تجهیزات دریایی، اتومبیل سازی و ورزشی استفاده می شوند. با توجه به ویژگی های ذکر شده استفاده از این نوع ورق ها افزایش یافته و بررسی رفتار آن ها حائز اهمیت می باشد. هدف از انجام پایان نامه پیش رو به دست آوردن پارامترهای ارتعاشی ورق الیاف فلز با زمینه اپوکسی و بررسی تاثیر تغییر زاویه لایه چینی الیاف و تعداد الیاف می باشد. برای این منظور دو نمونه ورق کامپوزیتی الیاف فلز متقارن که نمونه اول از چهار لایه الیاف و دو لایه آلومینیوم و نمونه دوم از هشت لایه الیاف و دو لایه آلومینیوم تشکیل شده است در آزمایشگاه ساخته شده است. برای بررسی رفتار ارتعاشی این دو نمونه ورق از سه روش اجزا محدود، آنالیز مودال و روش نیمه تحلیلی ریلی ریتز استفاده شده است. برای بررسی رفتار ارتعاشی این دو نمونه ورق از دو روش اجزا محدود، آنالیز مودال استفاده شده است. به منظور استخراج معادلات حرکت از تئوری برشی مرتبه اول استفاده شده است. علت استفاده از تئوری برشی مرتبه اول نسبت طول به ضخامت نمونه در نظر گرفته شده می باشد. با استفاده از این تئوری معادلات حرکت ورق به صورت معادله دیفرانسیل جزئی استخراج شده اند همچنین با استفاده از روش اجزا محدود ورق های الیاف فلز در نرم افزار آباکوس شبیه سازی شده است و مقادیر فرکانس طبیعی و شکل مودهای متناظر، هم به روش آنالیز مودال و هم با استفاده از حل اجباری و تعیین نمودار تابع پاسخ فرکانسی استخراج شده است. در انتها آزمایش آنالیز مودال تجربی برای دستیابی به فرکانس های طبیعی، تابع پاسخ فرکانسی، ضرایب میرایی و شکل مودها و همچنین صحه گذاری نتایج حاصل از روش های قبلی بر روی دو نمونه ورق ساخته شده انجام شده است. نتایج به دست آمده از این پژوهش بیانگر این نکته است که با افزایش زاویه لایه چینی الیاف، مقادیر فرکانس طبیعی سازه کاهش پیدا می کند. همچنین افزایش تعداد لایه ها باعث افزایش مقادیر فرکانس طبیعی سازه می شود که علت این امر افزایش سختی ورق می باشد. . نتایج به دست آمده از دو
    خلاصه پایان نامه

  7. بررسی انفجار مخلوط هوا-متان به عنوان نیروی پیشران در تفنگ های گازی و تاثیرات آن بر روی سرعت پیستون و پرتابه
    شهاب الدین زارعی 1397
    در پژوهش حاضر تاثیر انفجار مخلوط متان- هوا با فشار اولیه بر روی فشار احتراق و همچنین سرعت پرتابه به وسیله انجام آزمایش بررسی شده است. در این آزمایش ها اثر پارامترهایی مانند غلظت متان با اعمال نسبت های اکیوالانس مختلف در بازه 5/0تا 2بافاصله های 5/0انجام شد،به علاوهاثر همزن بر روی فشار انفجار و سرعت پرتابه نیز بررسی گردیده است. در انتها برای مقایسه سرعت های به دست آمده از احتراق متان-هوا آزمایش هایی در فشارهای احتراق با گاز هلیوم و هوا انجام شد. نتایج حاصل از آزمایش ها با نتایج به دست آمده از کار سایر محققان اعتبار سنجی شده اند.آزمایش هابه وسیله تفنگ گازی یک مرحله ای که برای این تحقیق طراحی و ساخته شد انجام گرفت. مخزن این تفنگ گازی دارای 2/1لیتر حجم و قطر لوله پرتاب،11میلی متر است. آزمایش ها برای دو فشار اولیه 10 و 20 بار، با استفاده از همزن و بدون استفاده از همزن انجام شدند. به علت نزدیک بودن فشارهای جزئی متان در نسبت های اکیوالانس متفاوت برای مخلوط هایی با فشار کمتر از 10 بار،که اندازه گیری این فشارها با فشارسنجعقربه ای ممکن نبود، از فشارهای مخلوط 10 بار به بالا استفاده شد. این آزمایش ها نشان دادند که در هر دو فشار اولیه در حالتی که از همزن استفاده شد، فشار انفجار، به 4برابر فشار اولیه و در حالتی که از همزن استفاده نشد به 3برابر فشار اولیه رسید. در هر دو فشار اولیه، ماکزیمم فشار احتراق در نسبت اکیوالانس 1اتفاق افتاد. بیشترین سرعت پرتابه 436 متر بر ثانیه به دست آمد. درفشارهای برابر، سرعت پرتابه به دست آمده از احتراق متان-هوا در فشارهای بالای 50 بار، از هلیوم و در تمام فشارها از هوا بیشتر بود. سرعت پرتابه با پیشران هلیومی در تمامی فشارها از.سرعت پرتابه با پیشران هوا، بیشتر به دست آمد. نتایج به دست آمده از آزمایش ها با نتایج سایر محققین هم خوانی خوبی داشت.
    خلاصه پایان نامه

  8. مطالعه خواص مکانیکی ورق های سمبه زنی شده در دما و نرخ های کرنش متفاوت
    سیدمجید رهکوی 1397
    یکی از روش های کاربردی برای تولید ورق هایی با استحکام بالا، سمبه زنی است. در این روش با واردکردن ضربه های متوالی بر سطح نمونه، استحکام قطعه بر اثر کرنش سختی بهبود می یابد. پژوهش های انجام شده نشان می دهد که دما و نرخ کرنش دو پارامتر بنیادی و مهم در فرآیند شکل دهی فلزات است؛ بنابراین، با کنترل این دو پارامتر می توان خواص مکانیکی و استحکام مواد را کنترل نمود. در این تحقیق، اثر دما و نرخ کرنش بر خواص نوارهایی از جنس مس، آلومینیم و آهن بر اثر سمبه زنی بررسی می شود. سمبه زنی توسط یک دستگاه خمش صفحه ای که مجهز به یک کوره برای افزایش دما تا C˚1000 می باشد، انجام می گیرد. برای سمبه زنی، ورقه هایی به شکل تسمه از جنس فولاد 37St، آلومینیم 3105 و مس خالص تجاری تهیه شده است. پس از آماده سازی، این تسمه ها در چهار دمای C˚25، C˚125، C˚225 و C˚325 و همچنین، چهار نرخ کرنش s-1 43/0، s-1 67/0، s-1 85/0 و s-1 05/1، سمبه زنی داغ می شوند. با استفاده از میکروسکوپ نوری، دانه بندی نمونه ها در دو ناحیه در راستای ضخامت تسمه و پهنای تسمه، بررسی می گردند. به منظور بررسی استحکام، نمونه ها تحت بارگذاری کششی قرارگرفتند. نتایج نشان می دهد، برای آلومینیم و مس که شبکه بندی fcc دارند، تغییرات در نمودار تنش-کرنش و دانه بندی نمونه ها نسبت به فولاد 37St که دارای ساختار bcc است، بیشتر است. در متالوگرافی فولاد مشاهده شد که اعمال نرخ کرنش باعث می شود تا اندازه دانه %20 کاهش یابد. نتایج متالوگرافی برای مس نشان می دهد که افزایش نرخ کرنش باعث کوچک تر شدن اندازه دانه می شود. همچنین، افزایش دما باعث رشد مرزهای دوقلویی و جوانه زنی دانه های جدید می شود. در آزمایش کشش مشاهده شد که اعمال نرخ کرنش در دمای C˚325 باعث افزایش تنش تسلیم به میزان %12 الی %33 برای فولاد و افزایش تنش تسلیم به میزان %14 الی %41 برای مس، نسبت به نمونه سمبه زنی نشده در دمای اتاق می شود. رفتار آلومینیم تحت بارگذاری کششی نشان داد در نمونه های حرارت داده شده، افزایش نرخ کرنش در نمونه های حرارت دیده باعث کاهش تنش تسلیم تا نرخ کرنش s-1 67/0 و سپس افزایش تنش تسلیم تا نرخ کرنش s-1 05/1 شود. در مرحله بعدی این پژوهش، با استفاده از یک روش ترکیبی آزمایشی – شبیه سازی-بهینه سازی ثابت های معادله های جانسون-کوک و زریلی آرمسترانگ به دست می آیند. شبیه سازی عددی
    خلاصه پایان نامه

  9. ارزیابی قابلیت دستگاه آزمایش گوه پرتابی برای ضبط منحنی تنش- کرنش
    زهره شیرازی 1397
    مدل های تجربی مواد، نقش مهمی در شبیه سازی های تغییرشکل موادبه ویژه در تغییرشکل های دینامیکی در نرخ های کرنش بالا ایفا می کنند. همۀ مدل های مواد شامل ثابت هایی هستند که معمولا توسط آزمایش تعیین می شوند. تعیین ثابت ها می تواند به عوامل مختلفی از جمله هندسۀ نمونه مورد آزمایش، دستگاه و وسایل آزمایش بستگی داشته باشد. هدف از این پایان نامه بررسی توانایی دستگاه گوه پرتابی برای استخراج منحنی تنش- کرنش در نرخ های کرنش بالا می باشد. در این رابطه، منحنی تنش-کرنش فولاد (37St) با استفاده از دستگاه گوه پرتابی ضبط و با منحنی تنش-کرنش به دست آمده از هاپکینسون کششی که معمولا به عنوان یک دستگاه یونیورسال مورد قبول پژوهشگران می باشد مورد مقایسه قرار گرفت. نتایج به دست آمده نشان داد که منحنی های تنش- کرنش حاصل از دستگاه گوه پرتابی و هاپکینسون توافق نسبتا خوبی دارند و این نشان دهندۀ آن است که با توضیحات ارائه شده در این پایان نامه می توان از دستگاه گوه پرتابی برای به دست آوردن منحنی تنش-کرنش تا آغاز گلویی شدن استفاده نمود. لازم به ذکر است تا قبل از این، از دستگاه گوه پرتابی عمدتا برای بررسی مکانیزم شکست در نرخ کرنش-های بالا استفاده می گردید. نتایج نشان می دهد که با نصب کرنش سنج ها بر روی نمونه و استفاده از خروجی آن ها می توان منحنی تنش- کرنش ماده را به دست آورد. ثابت های مدل ماده می تواند با ترکیبی از روش آزمایش / شبیه سازی و بهینه سازی تعیین شوند. در این کار، آزمایش-ها با استفاده از دستگاه گوه پرتابی،شبیه سازی با استفاده از کدLS-Dyna و بهینه سازی با استفاده از الگوریتم ژنتیک انجام شد. یک تطابق نزدیکی بین ثابت-های تعیین شده از آزمایش و مقادیر تعیین شده از روش ذکر شده مشاهده شد.
    خلاصه پایان نامه

  10. بررسی اثر پارامترهای مختلف بر عملکرد یک تفنگ گازی دومرحله ای
    محمدحسین قایدرحمتی 1396
    چکیده: در این پژوهش، نظریه ی حاکم بر تفنگ گازی دومرحله ای که توسط راجش پیشنهاد شده است، مورد مطالعه قرار گرفت. معادلات حاکم بر حرکت پیستون و پرتابه با روش رانگ-کوتا حل شدند. همچنین شبیه سازی تفنگ گازی دومرحله ای با استفاده از ترکیب المان های اویلری و لاگرانژی در نرم افزار AUTODYN انجام شد. با آزمایش های انجام شده اثر پارامترهایی مثل فشار مخزن، فشار لوله ی پمپ و جرم پیستون بر عملکرد تفنگ، مورد ارزیابی قرار گرفته شد. نتایج حاصل از روش های شبیه سازی عددی و تحلیل نظری با نتایج حاصل از کار تجربی، اعتبارسنجی شدند. در ادمه ی کار، اثر پارامترهایی مثل سرعت پیستون و سرعت پرتابه در لوله ی پرتاب که اندازه گیری تجربی آن ها دشوار و پرهزینه است، با استفاده از روش های عددی و نظری اعتبارسنجی شده مورد بررسی قرار گرفتند. هم چنین، اثر پارامترهایی که با روش آزمایشی نیز قابل اندازه گیری هستند، در محدوده ی وسیع تری از تغییرات مورد مطالعه قرار گرفته شد. آزمایش ها بر روی تفنگ گازی دومرحله ای موجود در آزمایشگاه مقاومت مصالح دانشگاه بوعلی سینا انجام شدند. این تفنگ دارای مخزنی به حجم Lit45، طول و قطر لوله ی پمپ به ترتیب m3/4 و cm10، طول و قطر لوله ی پرتاب به ترتیب m4 و cm5/2، می باشد. نتایج نشان داد که با افزایش فشار مخزن از bar75 به bar250، سرعت پرتابه از m/s290 به m/s2/441 افزایش یافت. هم چنین، با افزایش فشار لوله ی پمپ از 0 به bar35 سرعت پرتابه از m/s8/212 به m/s8/434 افزایش یافت. نتایج نشان داد که تغییر جرم پیستون از gr660 به gr400، تاثیر چندانی بر سرعت پرتابه ندارد. بررسی اثر هم زمان فشار مخزن و فشار لوله ی پمپ بر سرعت پرتابه نشان داد که در فشارهای بالای مخزن (فشار bar300)، میزان اثرگذاری فشار لوله ی پمپ بر سرعت پرتابه بیشتر است. سرانجام، مقایسه ی نتایج نظری و عددی با نتایج تجربی نشان داد که اولاً نظریه ی پیشنهاد شده توسط راجش، پیش بینی قابل قبولی از رفتار تفنگ گازی دومرحله ای می کند، ثانیاً نرم افزار AUTODYN با ترکیب المان های اویلری و لاگرانژی، برآورد دقیقی از تفنگ گازی می کند.
    خلاصه پایان نامه

  11. یک مطالعه تجربی بر روی محل جوانه زنی ترک و انتشار آن و بهبود عمر در خستگی سایشی
    مجید باجلان 1395
    خستگی سایشی یکی از دلایل از کارافتادگی قطعاتی است که همزمان در معرض بارهای سیکلی و حرکات لغزشی نسبت به هم قرار می گیرند. خستگی سایشی می تواند عمر قطعات را تا نصف و یا حتی بیشتر کاهش دهد. این پدیده را در بسیاری از سازه های مهندسی ازجمله کابل های فولادی، سازه های پیچی یا پرچی، توربین های بخار و گاز و غیره می توان مشاهده کرد. از آنجایی که در بسیاری از موارد خسارت های خستگی سایشی می تواند هزینه های زیادی را به دنبال داشته باشد محققان می کوشند تا با استفاده از روش های مهندسی سطح، آثار مخرب آن را تا حد امکان کاهش دهند. به منظور کاهش خسارت های ناشی از خستگی سایشی باید محل جوانه زنی و مسیر انتشار ترک خستگی سایشی شناسایی گردد و راه کارهایی برای بهبود عمر قطعات تحت خستگی سایشی ارائه شود. بر این اساس در این پروژه، محل جوانه زنی ترک و انتشار آن و بهبود عمر در خستگی سایشی مورد بررسی قرار گرفته است. با توجه به کاربرد آلیاژ آلومینیوم 7075-T6 در صنعت هوایی و ضرورت کاهش خسارت های ناشی از خستگی سایشی در این صنعت، آزمایش های خستگی سایشی بر روی Al7075-T6 صورت گرفت. پس از انجام آزمایش ها مشخص گردید که ترک از لبه های تماس و با زاویه ای بین 15 تا 55 درجه نسبت به محور عمود بر بار نوسانی رشد می کند. جهت گیری جوانه ی ترک به سمت زیر کفشک می باشد. پس از شروع ترک و با فاصله گرفتن از سطح تماس کفشک و نمونه، به مرور این زاویه کاهش می یابد و رشد ترک به مود I نزدیک می شود. به منظور بهبود عمر قطعات تحت خستگی سایشی، تعدادی از نمونه ها و کفشک ها فیلت دار گردید. آزمایش ها نشان می دهد که فیلت دار کردن، عمر خستگی سایشی نمونه ها را بهبود می بخشد. بالاترین میزان بهبود %30 می باشد و مربوط به آزمایش هایی است که در آن نمونه ها و کفشک ها فیلت دار شده اند. برای اندازه گیری رشد ترک از چسب رپلیکا استفاده گردید. در این پایان نامه، محل جوانه زنی و انتشار ترک به وسیله ی دو نرم افزار FRANC3D و MATLAB مورد مطالعه قرار گرفت. برای یافتن محل و زاویه ی شروع ترک، ابتدا شرایطی دقیقاً منطبق بر شرایط آزمایش در نرم افزار FRANC3D مدل شد و توزیع تنش و کرنش مورد نیاز برای روش اسمیت- واتسون- تاپر به دست آمد. سپس با استفاده از نرم افزار MATLAB، زاویه ی ترک اولیه معلوم گردید و در ادامه نیز مسیر انتشار ترک به وسیله ی نرم افزار FRANC3D
    خلاصه پایان نامه

  12. بررسی مقایسه ای بین روش های آزمایش مواد در نرخ کرنش بالا
    وحید اقاحسینعلی شیرازی 1395
    رفتار دینامیکی مواد عموماً به نرخ کرنش وابسته می باشد به طوری که برای بررسی رفتار مواد در بارهای دینامیکی، از آزمایش با نرخ کرنش بالا استفاده می شود. آزمایش های متداول نرخ کرنش بالا عبارتند از: آزمایش تیلور، آزمایش هاپکینسون، آزمایش حدیده کاری کششی دینامیکی و آزمایش ساچمه زنی و ... . یکی از موارد مهم در آزمایش های دینامیکی، بررسی مزایا، معایب و محدودیت هاست. دانستن محدودیت های آزمایش های مختلف دینامیکی، در موثر بودن آن نقش مهمی دارد. به عنوان مثال یکی از محدودیت های آزمایش دینامیکی پیدا کردن منحنی تنش-کرنش دینامیکی به طور مستقیم از آزمایش می باشد که توسط دستگاه های محدودی صورت می پذیرد. یکی دیگر از محدودیت های آزمایش های دینامیکی پدیده ی تکه تکه شدن است که در آزمایش های تیلور و حدیده کاری کششی دینامیکی مشاهده می شود. در آزمایش های دینامیکی توزیع کرنش و نرخ کرنش به صورت یکنواخت نبوده، در نتیجه این دو پارامتر به همراه کرنش و نرخ کرنش بیشینه در این آزمایش ها حائز اهمیت می باشد. هدف از ارائه این پایان نامه در ابتدا معرفی محدودیت های اتفاق افتاده در آزمایش های دینامیکی و سپس بررسی این محدودیت ها در آزمایش های تیلور، حدیده کاری کششی دینامیکی، هاپکینسون و ساچمه زنی و پیدا کردن کرنش موثر بیشینه و نرخ کرنش بیشینه به دست آمده از آزمایش ها است. مواد انتخابی در این پژوهش، مس خالص، آلومینیوم 7075-T6 و فولاد ST37 است. نمونه های ساخته شده از این مواد با استفاده از آزمایش های هاپکینسون کششی، تیلور، حدیده کاری کششی دینامیکی و پرتاب ساچمه مورد آزمایش قرار گرفتند. از طریق انجام این آزمایش ها برای هر ماده سرعت بحرانی تعیین گردید (سرعت بحرانی نشان دهنده ی اولین سرعتی است که محدودیت آزمایش های مورد نظر اتفاق می افتد). برای تعیین توزیع کرنش، نرخ کرنش، کرنش و نرخ کرنش بیشینه در سرعت بحرانی در آزمایش های دینامیکی مورد نظر از شبیه سازی عددی استفاده گردید. مدل ماده انتخابی در این پژوهش، مدل ماده جانسون-کوک بود. ثابت های این مدل ماده بر پایه ی یک روش بهینه سازی، آزمایش و شبیه سازی تعیین گردید. بهینه سازی بر اساس روش جایگزینی انجام شد. در انتها نیز، با توجه به آزمایش های صورت گرفته در این پایان نامه، رفتار مواد مورد مقایسه قرار گرفته و سپس، با مقایسه آزمایش های نرخ کرنش بالا محدودیت ها و معایب
    خلاصه پایان نامه

  13. مطالعه عددی و تجربی رفتار دینامیکی کامپوزیت پلیمری
    فایزه محمدظاهری 1394
    مواد مرکب با تنوع فراوان و کاربردهای روبه افزایش خود سهم بسیاری در توسعه و پیشرفت صنعت ایفا می کنند. یکی از انواع مهم مواد مرکب، کامپوزیت های پلیمری میباشند. در این پژوهش، رفتار دینامیکی کامپوزیت پلیمری از نوع الیاف کولار بررسی شده است.کولار نام تجاری اولین الیاف آرامید بوده که دارای مشخصه سبکی، استحکام و چقرمگی بالا هستند. در ابتدا ضریب اصطکاک بین الیاف کولار محاسبه و سطح هر یارن از کولار، توسط عکس های میکروسکوپ الکترونی تحلیل گردید، سپس رفتار کولار در بارگذاری شبه استاتیکی و دینامیکی در شکل های پارچه کولار بدون گریس و آغشته به گریس، الیاف بافته نشده کولار و کامپوزیت کولار/اپکسی با استفاده از آزمایش کشش توسط دستگاه زوییک بررسی و نتایج به دست آمده مورد مقایسه قرار گرفت. در ادامه رفتار بالستیک پارچه کولار و کامپوزیت کولار/اپکسی با استفاده از تفنگ گازی مورد مطالعه قرار گرفت و مشاهده شد که پارچه بدون اپکسی توانایی بیشتری در جذب پرتابه دارد. آزمایش نشان داد که اگرچه کامپوزیت کولار اپکسی استحکام بیشتری نسبت به پارچه کولار دارد ولی میزان تغییر طول آن تا گسیختگی کمتر است. همچنین، تار و پود پارچه نوع ساده توسط یک نرم افزار نساجی مدل شده و برخورد پرتابه به پارچه کولار با استفاده از نرم افزار المان محدود آباکوس شبیه سازی گردید. نتایج بدست آمده از شبیه سازی توافق خوبی با نتایج آزمایش های بالستیک پارچه کولار و کامپوزیت کولار/اپکسی داشت. در ادامه تاثیر متغیرهایی چون هندسه سر پرتابه و اصطکاک بین الیاف بر مقاومت بالستیک پارچه کولار در شبیه سازی بررسی شد. در انتها نیز رفتار دینامیکی الیاف کولار در نرخ کرنش بالاتر با استفاده از هاپکینسون کششی مورد مطالعه قرار گرفت.
    خلاصه پایان نامه

  14. تخمین عمر خستگی سایشی محوری در دمای بالا
    پرویز اژدرزاده 1394
    خستگی سایشی در قطعاتی به وجود می آید که بین آن ها نیروی تماسی وجود دارد و هم زمان تحت بارهای سیکلی قرار دارند. عمر خستگی سایشی قطعات از طریق آزمایش به دست می آید. اعمال نیروی تماسی در این نوع آزمایش ها معمولاً با مشکلاتی همراه است. به همین دلیل، تلاش می شود راه حل هایی پیدا شود تا بتوان عمر خستگی سایشی را از آزمایش های خستگی عادی قطعات تخمین زد. در این پژوهش از روش فاصله بحرانی برای تخمین عمر نمونه های آلومینیومی 7075-T6 تحت بارگذاری خستگی محوری سایشی در دمای محیط و دمای 250 درجه سانتی گراد استفاده گردید. برای در نظر گرفتن حالت چند محوره تنش از پارامتر فاطمی-سوشی استفاده شد. در روش پیشنهادی سعی شده است با استفاده از نتایج خستگی نمونه های شیاردار با دو هندسه شیار متفاوت، عمر نمونه های خستگی سایشی در بارگذاری محوری تخمین زده شود. در این روش ابتدا با استفاده از نمودار های S-N نمونه های شیاردار دو نمودار مشخصه FSPcr-rcr و FSPcr-N به دست آمد. سپس با استفاده از شبیه سازی نمونه های خستگی سایشی در نرم افزار آباکوس و کد نوشته شده در نرم افزار متلب، توزیع FSP در راستای مسیر بحرانی برای نمونه های خستگی سایشی به دست آمد و بر روی نمودار FSPcr-rcr منعکس گردید. در هر بارگذاری از نقطه برخورد نمودار مشخصه FSPcr-rcr با توزیع FSP در نمونه های خستگی سایشی یک FSPcr به دست آمد. عمر معادل FSPcr در نمودار مشخصه FSPcr-N همان عمر تخمین زده شده است. آزمایش های خستگی محوری سایشی با استفاده از دستگاه لنگ متغیر و دستگاه زوئیک با فرکانس Hz20 انجام شد. همچنین تماس استفاده شده در این پژوهش از نوع تخت به تخت است. نتایج به دست آمده نشان می دهد که این روش نتایج قابل قبولی در دمای محیط دارد، اما در دمای بالا این روش دارای خطا است. علت این خطا به دلیل رفتار پیچیده آلومینیوم 7075-T6 در دماهای بالا مانند پیرسختی، اکسیداسیون وکاهش مقاومت می باشد.
  15. اثر تنش پسماند بر نمودار تنش-کرنش بدست آمده ازمیله ی هاپکینسون
    هاشم میکاییلی 1394
    شناسایی رفتار مواد در نرخ کرنش بالا اهمیت زیادی در مدل سازی تغییر فرم های سریع سازه ها دارد. رفتار مواد در بارگذاری ضربه ای نسبت به شبه استاتیکی متفاوت است. یکی از روش های رایج برای تعیین رفتار ماده در نرخ کرنش های بالا استفاده از دستگاه تست هاپکینسون است که برای تعیین رفتار مکانیکی در نرخ کرنش های بالا102 و104 بر ثانیه به کار گرفته می- شود. درهنگام نمونه سازی برای میله ی هاپکینسون مقدار تنش پسماند در نمونه ها در نظر گرفته نمی شود و اثر آن روی نتایج نادیده گرفته می شود. باتوجه به محدود بودن مطالعات انجام شده، اثر تنش پسماند در میله ی هاپکینسون بررسی شد. به این منظور روش های مختلفی برای ایجاد تنش های پسماند در نمونه ها مانند کوئنچ و رولینگ و مندریل استفاده شد. در این پژوهش نشان داده شده است که تنش پسماند اهمیت بسزایی در نمودار تنش – کرنش حاصل از هاپکینسون دارد. در روش حرارتی با اعمال تنش پسماند به وسیله کوئنچ کردن نمونه ها در دماهای مختلف انجام شده است که نمودار های تنش – کرنش حاصل از هاپکینسون فشاری 7الی%16 نسبت به نمونه های بدون تنش پسماند سطح تنش افزایش پیدا کرده است. در روش مکانیکی تنش پسماند عمیق به وسیله فرایند مندریل کاری و تنش سطحی به وسیله فرآیند غلتک زنی ایجاد شده است که در روش مندریل کاری نمودار های تنش – کرنش حاصل از هاپکینسون فشاری 6 الی%11 افزایش سطح تنش نسبت به نمونه های بدون تنش پسماند داشته است و در روش غلتک زنی نمودارهای تنش – کرنش تغییر بسیار ناچیزی نسبت به نمونه های ساده داشته است. مقدار و توزیع تنش پسماند ناشی از این روش های کوئنچ و رولینگ و مندریل با استفاده از مدل‎سازی در نرم افزار ABAQUS اندازه گیری گرفته است. در نهایت برای مقایسه روش عددی وتجربی، در روش عددی به منظور اعمال رفتار واقعی ماده در نرم افزار ABAQUS ، از ضرایب جانسون کوک فولاد L304 استفاده شده است. با اعمال تنش های پسماند مختلف ذکر شده در هاپکینسون فشاری شبیه سازی شده، نمودار های تنش – کرنش عددی با تنش پسماند و بدون تنش پسماند محاسبه شده است. در نمودار تنش – کرنش عددی نمونه های کوئنچ شده 9 الی % 16 افزایش سطح تنش نسبت به نمونه بدون تنش پسماند داشته و در نمونه های مندریل کاری شده 6 الی % 14 تغییر بسزایی داشته ایم. در نمودار تنش – کرنش عددی با اعمال تنش پسماند غلتک زنی شده نسبت به نمو
    خلاصه پایان نامه

  16. اثر تنشهای پسماند بر نمودار بدست آمده از میله هاپکینسون
    هاشم میکاییلی 1394
    چکیده: شناسایی رفتار مواد در نرخ کرنش بالا اهمیت زیادی در مدل سازی تغییر فرم های سریع سازه ها دارد. رفتار مواد در بارگذاری ضربه ای نسبت به شبه استاتیکی متفاوت است. یکی از روش های رایج برای تعیین رفتار ماده در نرخ کرنش های بالا استفاده از دستگاه تست هاپکینسون است که برای تعیین رفتار مکانیکی در نرخ کرنش های بالا102 و104 بر ثانیه به کار گرفته می- شود. درهنگام نمونه سازی برای میله ی هاپکینسون مقدار تنش پسماند در نمونه ها در نظر گرفته نمی شود و اثر آن روی نتایج نادیده گرفته می شود. باتوجه به محدود بودن مطالعات انجام شده، اثر تنش پسماند در رفتار مکانیکی بدست آمده از میله ی هاپکینسون بررسی شد. به این منظور روش های مختلفی برای ایجاد تنش های پسماند در نمونه ها مانند کوئنچ و رولینگ و مندریل استفاده شد. در این پژوهش نشان داده شده است که تنش پسماند اهمیت بسزایی در نمودار تنش – کرنش حاصل از هاپکینسون دارد. در روش حرارتی با اعمال تنش پسماند به وسیله کوئنچ کردن نمونه ها در دماهای مختلف انجام شده است که نمودار های تنش – کرنش حاصل از هاپکینسون فشاری 7الی%16 نسبت به نمونه های بدون تنش پسماند سطح تنش افزایش پیدا کرده است. در روش مکانیکی تنش پسماند عمیق به وسیله فرایند مندریل کاری و تنش سطحی به وسیله فرآیند غلتک زنی ایجاد شده است که در روش مندریل کاری نمودار های تنش – کرنش حاصل از هاپکینسون فشاری 6 الی%11 افزایش سطح تنش نسبت به نمونه های بدون تنش پسماند داشته است و در روش غلتک زنی نمودارهای تنش – کرنش تغییر بسیار ناچیزی نسبت به نمونه های ساده داشته است. در نهایت برای مقایسه روش عددی وتجربی، در روش عددی به منظور اعمال رفتار واقعی ماده در نرم افزار ABAQUS ، از ضرایب جانسون کوک فولاد L304 استفاده شده است. با اعمال تنش های پسماند مختلف ذکر شده در هاپکینسون فشاری شبیه سازی شده، نمودار های تنش – کرنش عددی با تنش پسماند و بدون تنش پسماند محاسبه شده است. در نمودار تنش – کرنش عددی نمونه های کوئنچ شده 9 الی % 16 افزایش سطح تنش نسبت به نمونه بدون تنش پسماند داشته و در نمونه های مندریل کاری شده 6 الی % 14 تغییر بسزایی داشته ایم. در نمودار تنش – کرنش عددی با اعمال تنش پسماند غلتک زنی شده نسبت به نمونه ساده تفاوت بسیار ناچیزی داشته است.
    خلاصه پایان نامه

  17. مطالعه تجربی خواص محافظ های لایه ای (FML) تحت ضربات سرعت بالا با استفاده از تغییر چیدمان لایه ها
    حمید مرشدی 1394
    اف ام ال ها با ترکیب خواص خستگی و شکست مواد مرکب تقویت شده با الیاف و خواص پلاستیک و پایداری فلزات بنابر تعریف لمینیت ها ماده ای تولید می کنند که دارای مشخصات هر دو گروه فلزات و مواد مرکب مذکور می باشند. امروزه این مواد به صورت گسترده در صنایع مختلف مورد استفاده قرار می گیرند که از جمله این کاربردها می توان به استفاده از این مواد در هواپیمای A380 و C-17 اشاره کرد. اف ام ال ها که ترکیبی از فلز و ماده مرکب پلیمری تقویت شده با الیاف هستند، در ابتدا برای خواص خستگی توسعه یافته اند اما به دلیل جرم پایین و استحکام نسبتاً خوب، در حوزه بالستیک نیز کاربرد پیدا کرده اند. در این پایان نامه، حد بالستیک اف ام ال های آلومینیومی و آلومینیوم-تیتانیومی با چیدمان های مختلف الیاف، با استفاده از رزین اپوکسی آرالدیت و سخت کننده آرادور 5052، مورد بررسی قرار گرفته است. بیش از 50 نمونه مختلف ساخته شده و بالغ بر 300 لایه فلز و الیاف لایه چینی شده اند. هدف اساسی در این پژوهش، بررسی اثر چیدمان های متنوعی از الیاف و جنس مواد بر روی حد بالستیک اف ام ال ها بوده است. الیاف کولار بافته شده، شیشه نوع S بافته شده، الیاف تک جهته کربن و الیاف تک جهته شیشه نوع E و فلزات آلومینیوم و تیتانیوم مورد استفاده قرار گرفته اند. نتایج به دست آمده نشان می دهد که بیش ترین محافظت ضربه (انرژی جذب شده نرمالیزه) متعلق به اف ام ال های ساخته شده از آلومینیوم و الیاف کولار است. سطح محافظت اف ام ال های آلومینیوم-تیتانیومی و الیاف شیشه در مقام بعد قرار دارد. در مقام های بعدی به ترتیب اف ام ال های آلومینیومی الیاف شیشه تک جهته نوع E با چیدمان ضربدری، شیشه S، سایر چیدمان های شیشه E و کربن قرار دارند. اف ام ال های 2/3 (به صورت فلز/ماده مرکب/فلز/ماده مرکب/فلز) حد بالستیک بالاتری نسبت به چیدمان 1/2 (فلز/ماده مرکب/فلز) ارائه می کنند، اما انرژی جذب شده نرمالیزه آن ها کوچک تر است. افزایش ضخامت لایه ماده مرکب معمولاً موجب کاهش انرژی نرمالیزه جذب شده توسط اف ام ال در محدوده حد بالستیک می گردد، در حالی که به صورت بدیهی موجب افزایش حد بالستیک می شود. در صورتی که (در اف ام ال های 1/2 آلومینیومی) یک لایه آلومینیومی با تیتانیوم جایگزین شود انرژی جذب شده و حد بالستیک افزایش می یابد. قرار دادن تیتانیوم در سمت ضربه باعث کاهش حد بالستیک نسبت
  18. بررسی مکـانیکی و متالوژیکی رفتـار شکست و بالستیک ورق فــولادی HSLA-100 در دماهای محیط تا زیر صفر با نرخهای کرنش متفاوت
    سعید مرادی 1393
    در این پژوهش، رفتار مکانیکی و بالستیک فولاد HSLA-100 در دماهای محیط تا زیر صفر مورد بررسی آزمایشگاهی قرار گرفت. آزمایش های نرخ کرنش بالا توسط دستگاه هاپکینسون کششی و آزمایش های شبه استاتیکی توسط دستگاه اینسترون صورت پذیرفت. در آزمایش های کشش هاپکینسون دو نوع نمونه بدون شیار و شیاردار مورد استفاده قرار گرفت. نمونه های شیاردار شامل 4 نوع شیار با شعاع های انحنای 5/0r=، 1r=، 4r= و mm8r= بودند. رفتار شکست این فولاد با بررسی های شکست نگاری و رسم منحنی های ضریب سه بعدی بودن تنش ( ) برحسب کرنش شکست ( ) مورد مطالعه قرار گرفت. نتایج مطالعات بیان گر این نتیجه بود که تنها آزمایش هایی که در دمای C°196- و نرخ های کرنش 5400 و 1/s 10800 انجام گرفتند، موجب وقوع شکست ترد در این آلیاژ شدند. همچنین، در آزمایش های انجام شده در نرخ کرنش های 5400 و 1/s 10800 و دمای C°80-، شکست مخلوط مشاهده گردید. منحنی های تنش-کرنش به دست آمده از آزمایش هاپکینسون کششی نیز بیان گر افزایش استحکام این فولاد در اثر کاهش دما و افزایش نرخ کرنش بود. به طوری که تنش تسلیم این فولاد که در آزمایش شبه استاتیکی در دمای محیط برابر MPa800 به دست آمده بود، در آزمایش دینـامیکی با نرخ کـرنش S-1 10800 و در دمای C°196- تا حدود MPa 2100 افزایش پیدا کرد. نتایج آزمایش های بالستیک روی اهداف با ضخامت 3 میلی متر از این آلیاژ نشان داد که حد بالستیک این فولاد در دمای C°40- تفاوت چندانی با دمای محیط ندارد. حال آن که با کاهش بیشتر دما تا C°80- و C°196- حد بالستیک افزایش پیدا کرد. این روند در آزمایش های بالستیک روی نمونه های کوئنچ شده نیز تکرار گشت. پس از اعتبار سنجی شبیه سازی های بالستیک، تعدادی شبیه سازی برای مطالعه تاثیر هندسه دماغه پرتابه، جرم پرتابه و ضخامت هدف بر حد بالستیک انجام شد. نتایج نشان داد که با کندتر شدن دماغه پرتابه، حدبالستیک افزایش پیدا می کند. همچنین افزایش جرم گلوله و کاهش ضخامت هدف موجب کاهش قابل توجه حد بالستیک می شوند.
    خلاصه پایان نامه

  19. بررسی اثر غلتک‎زنی عمیق بر عمر خستگی سایشی در خمش دورانی
    فرج الله زارع جونقانی 1393
    خستگی سایشی یکی از دلایل گسیختگی قطعات صنعتی می‎باشد که هم‎زمان در معرض بارهای متناوب و حرکات لغزشی نسبت به هم هستند. در خستگی سایشی بسته به این که چه ماده‎ای تحت اثر این پدیده قرار گرفته است عمر مفید قطعه از 50% تا 70 % و گاه بیشتر کاهش پیدا می‎کند. از موارد این گونه گسیختگی می‎توان به کابل‎های فولادی، زنجیرها، سازه‎های پیچ و پرچ یاتاقان‎های بوشی و توربین‎های بخار اشاره نمود. از آنجایی که گسیختگی قطعات صنعتی هزینه‎های زیادی در پی دارد در سال‎های اخیر پژوهشگران روش‎هایی برای بهبود عمر قطعات در معرض خستگی سایشی ارائه داده‎اند. از جمله این روش‎ها به‎کارگیری مهندسی سطح یا به‎کارگیری روش‎های عملیات بهبود سطحی می‎باشد. اساس این روش‎ها ایجاد لایه تنش پسماند فشاری در قطعات و بستن دهانه ترک‎های سطحی و به تعویق انداختن رشد ترک‎های سطحی می‎باشد. در این پژوهش نشان داده شده است که عمر خستگی سایشی 95% نسبت به حالت خستگی معمولی کاهش یافته است. برای بهبود عمر خستگی سایشی در این تحقیق از روش غلتک‎زنی عمیق بهره گرفته شده است. براین اساس ابتدا غلتک‎زنی عمیق بر روی نمونه‎های AL7075 انجام گرفت. سپس آزمایش‎های خستگی سایشی در خمش دورانی به منظور تعیین عمر، با استفاده از دستگاه مور در فرکانس Hz 30 و نیروی فشاری ثابت N1300 انجام شد. در این پژوهش همچنین اثر پارامترهای مهم و تاثیر گذار در روش غلتک‎زنی عمیق بر عمر خستگی سایشی مورد ارزیابی قرار گرفت. از جمله این پارامترها می‎توان به قطر ساچمه غلتک، میزان نفوذ غلتک (بار)، سرعت دورانی نمونه، گام پیشروی غلتک و تعداد عبور اشاره نمود. برای دستیابی به مقدار و توزیع تنش پسماند ناشی از این روش، مدل‎سازی در نرم افزار ABAQUS انجام شد. در شبیه سازی این فرآیند به منظور اعمال رفتار واقعی ماده، اثر باشینگر و رفتار سخت‎شوندگی چرخه‎ای ماده، از مدل سخت‎شوندگی غیر خطی چابوچه استفاده شد. همچنین برای بررسی خواص مکانیکی در سطح نمونه‎ها ، سختی سنجی به صورت تجربی در دو مرحله قبل و بعد از عملیات اندازه گیری و مورد مقایسه قرار گرفت. برای توجیه برخی پدیده‎ها، سطوح شکست با استفاده از میکروسکوپ نوری بررسی شدند.
  20. بررسی نرخ کرنش و دما بر سختی مواد
    جمال محمدی 1393
    اندازه گیری سختی مواد ارزان و تخریب آن اندک است. بنابراین، از آن می توان به عنوان یک روش ساده برای مطالعه خواص مکانیکی فلزات استفاده نمود. در این رابطه، با مطالعه عوامل تاثیر گذار بر سختی در شرایط مختلف می توان آن را جایگزین آزمایش های دشوار و پرهزینه ای که معمولاً برای بررسی رفتار مکانیکی مواد مورد استفاده قرار می گیرند نمود. در این پژوهش، هدف بررسی تاثیر عواملی از قبیل کرنش، نرخ کرنش و دما بر سختی مواد می باشد. ماده ی مورد آزمایش در این پایان نامه فولاد زنگ نزن آستنیتی L304 می باشد. نمونه های این ماده با استفاده از آزمایش های شبه استاتیکی کشش و فشار، آزمایش تیلور، میله ی هاپکینسون کششی و میله هاپکینسون فشاری در شرایط دمائی و نرخ کرنش متفاوت تحت بارگذاری قرار می گیرند. برای بررسی تاثیر نرخ کرنش و دما برسختی، توزیع نرخ کرنش و دما با استفاده از شبیه سازی تعیین می گردند و سختی نیز به صورت آزمایشی اندازه گیری می شود. در نهایت، یک مدل سختی که در آن تاثیرات کرنش، نرخ کرنش و دما در نظر گرفته شده است ارائه می گردد. برای شبیه سازی، ثابت های مدل ماده جانسون-کوک با استفاده از یک روش ترکیبی آزمایشی/ عددی/بهینه سازی مشخص می شوند. در بخش پایانی این پژوهش، با بررسی ریزساختار نهائی نمونه های تغییر شکل یافته به کمک روش SEM و میکروسکوپ نوری به توجیه و تفسیر نتایج به دست آمده پرداخته می شود. ریزساختار به دست آمده نشان می دهد که نسبت حجمی مارتنزیت تغییر شکل یافته از فاز اولیه ی آستنیتی با افزایش نرخ کرنش افزایش می یابد، اما با افزایش بیشتر نرخ کرنش کاهش نسبت حجمی فاز مارتنزیت مشاهده می شود. در نرخ کرنش های بالاتر در چگالی نابجائی ها در ریزساختارهای به دست آمده افزایش چشم گیر مشاهده می شود.