علوم و فناوری کامپوزیت
سال:1398 | دوره:6 | شماره:1 |تعداد مقالات:16

در پژوهش حاضر خواص کششی کامپوزیت زمینه فلزی خودترمیم با زمینه ای از جنس آلیاژ قلع-بیسموت و سیم سوپرالاستیک نیکل-تیتانیوم به صورت تجربی و با استفاده از روش طراحی آزمایش تاگوچی جهت مطالعه پارامترهای تاثیرگذار در بازده ترمیم شامل کسر حجمی سیم، پیش کرنش و دمای ترمیم، مورد بررسی قرار گرفته است. آلیاژ دوتایی قلع-بیسموت (Sn-13%Bi) در دمای 300 درجه سانتیگراد، ذوب و درون قالبی فلزی که قبلا پیش گرم شده بود، ریخته شد. سیم های آلیاژ حافظه دار پیش از ریخته گری، درون قالب و در مقادیر مختلف (1، 2 و 3 سیم) تحت پیش کرنش های متفاوت (0، 2 و 4 درصد) قرار گرفتند. با درنظر گرفتن سه دمای 170، 180 و 190 درجه سانتیگراد برای عملیات حرارتی مربوط به ترمیم و استفاده از آرایه ی L-9 روش طراحی آزمایش تاگوچی، نمونه ها در 9 حالت اصلی جهت بررسی اثرات عوامل دخیل در آزمایش، ساخته شدند. سپس، نمونه ها پس از آزمون اولیه کشش و شکست، به مدت 24 ساعت درون کوره و در دمای ترمیم قرار داده شدند. پس از ترمیم، قطعات بار دیگر تحت آزمون کشش قرار گرفته و بر اساس خروجی این دو آزمون، میزان بازیابی خواص مکانیکی نمونه ها تعیین شد. نتایج نشان داد که در حالت 2 سیم با پیش کرنش 4 درصد، به ترتیب در دو دمای ترمیم 190 و 180 درجه سانتی گراد، بهترین بازده ترمیم برای استحکام کششی نهایی و چقرمگی حاصل شده است.

یک سازه در عمر کاری خود به ندرت تنها تحت اثر بار استاتیکی قرار می گیرد و معمولاً ماهیت بارگذاری بر روی سازه ها دینامیکی است. پوسته های کامپوزیتی تحت بارهای دینامیکی دچار تغییر شکل های بزرگ می گردند که این امر منجر به کاهش محسوس استحکام این پوسته ها می گردد. یکی از راه های غلبه بر این ضعف پوسته های کامپوزیتی استفاده از پوسته های کامپوزیتی فلز و الیاف می باشد که به اختصار به آنها FML گفته می شود. همچنین بارهای دینامیکی منجر به ایجاد ارتعاشات در سازه ها می گردند. لذا تعیین خصوصیّات ارتعاشی پوسته های FML، به منظور فهم کاربردهای صنعتی آنها بسیار مهم است. در این مقاله ابتدا به نحوه ساخت پوسته های FML تقویت شده اشاره می شود سپس سه نمونه پوسته ساخته شده تحت شرایط مرزی گیردار-آزاد و به روش تجربی مورد تحلیل ارتعاشی قرار گرفته و فرکانس های آنها استخراج می گردند. در نهایت نتایج حاصل از تحلیل های تجربی با نتایج عددی حاصل از نرم افزار المان محدودی آباکوس مقایسه گردیده تا میزان همپوشانی نتایج عددی و تجربی تعیین گردند. همچنین به منظور تحلیل شرایط مختلف، رفتار ارتعاشی یک پوسته FML با یک پوسته تمام کامپوزیتی از جنس شیشه /اپوکسی مقایسه گردیده است. علاوه بر این تاثیر وجود و عدم وجود تقویت کننده ها بر پاسخ ارتعاشی پوسته های FML نیز مورد بررسی قرار گرفته است. وجود تحلیل های تجربی برای ارتعاشات پوسته های FML تقویت شده که برای اولین بار در این پژوهش ارائه گردیده است یکی از مهمترین نوآوری های مقاله حاضر می باشد که می توان از این نتایج تجربی به عنوان معیاری مناسب جهت تعیین دقت روش های عددی و تحلیلی استفاده نمود.

تمرکز تنش در ناپیوستگی های هندسی یکی از عوامل شکست سازه می باشد. امروزه با توجه به اینکه صفحات دارای گشودگی جزء جدانشدنی طراحی ها و قطعات می باشند؛ لذا مطالعه در مورد تمرکز تنش ناشی از این گشودگی ها جهت جلوگیری از شکست سازه ضروری است. ازاینرو طراح برای ارائه ی یک طرح بایستی از مقدار تمرکز تنش در گشودگی آگاه باشد و با توجه به آن طرح را پایه ریزی کند. در این پژوهش سعی می شود به کمک روش رگرسیون، رابطه ای صریح جهت تخمین تمرکز تنش در صفحات ارتوتروپیک دارای گشودگی شبه مربّعی، بر حسب خواص مکانیکی مادّه و شعاع انحنای گوشه گشودگی ارائه گردد. این رابطه علاوه بر سهولت در استفاده و کنار گذاشتن فرآیند سخت و پیچیده ی حلّ تحلیلی، این امکان را برای طراح فراهم می آورد تا با استفاده از روش مدول مؤثر و یا اصل برهمنهی بولتزمن، تنش صفحات ویسکوالاستیک دارای گشودگی را نیز محاسبه کند. در ابتدا به کمک حلّ تحلیلی بر پایه روش لخنیتسکی، مقادیر تنش در بسیاری از صفحات کامپوزیتی دارای گشودگی شبه مربّعی محاسبه می-شود. سپس با استفاده از رگرسیون خطی چندگانه، رابطه ای صریح برای ضریب تمرکز تنش برحسب خواص مکانیکی ارائه می گردد. نتایج بیان می کند که مدل رگرسیونی قادر به پیش بینی تنش محیطی با حداکثر خطای دو درصد می باشد.

در این مقاله به بررسی ارتعاشات میکروپنل کامپوزیتی پلیمری هوشمند پلی وینیلیدن فلوراید تقویت شده با نانولوله نیترید بور تحت تاثیر میدان الکتریکی واقع بر بستر الاستیک با استفاده از تئوری برشی مرتبه اول پرداخته شده است. نحوه توزیع نانولوله ها در بستر پلیمری به صورت یکنواخت فرض می شود. برای مدل سازی بستر الاستیک از فنرهای وینکلر و لایه ی برشی پاسترناک و برای بررسی اثرات اندازه از تئوری مرتبه بالای گرادیان کرنش اصلاح شده استفاده شده است. در ابتدا با استفاده از روش مدل-سازی میکرومکانیک، معادلات ساختاری نانوکامپوزیت برای یک المان حجمی نمونه استخراج شده و سپس روابط تنش-کرنش بر حسب ترم های مکانیکی و الکتریکی به دست آمده است. همچنین معادلات حرکت به کمک اصل همیلتون به دست آمده و در نهایت با استفاده از روش حساب تغییرات و با استخراج ماتریس های جرم و سختی، فرکانس طبیعی میکروپنل به دست می آید. نتایج به دست آمده در این مقاله نشان می دهد که با افزایش نسبت ابعادی و کاهش درصد حجمی نانولوله ها، سختی پنل کاهش یافته و فرکانس طبیعی نیز کاهش می یابد. در ادامه پارامترهای مختلفی از قبیل سفتی بستر الاستیک، میزان تاثیر میدان الکتریکی، مودهای مختلف ارتعاشی، نسبت ابعادی و سایر عوامل بررسی شده است. همچنین مقایسه ای بین تئوری های کلاسیک، تنش کوپل اصلاح شده و گرادیان کرنش اصلاح شده انجام شده است.

استفاده از تقویت کننده یکی از راه های افزایش ظرفیت بار کمانش ورق می باشد. با این حال به منظور کاهش وزن، طراحی بهینه تقویت کننده ضروری می باشد. در این تحقیق رفتار کمانش و پس کمانش ورق کامپوزیتی شامل گشودگی به شکل دایره در مرکز آن با سه نوع تقویت کننده با هدف دستیابی به بالاترین مقاومت کمانشی در برابر بارهای محوری بررسی گردیده است. تقویت کننده صفحه ای به شکل ورق نازک مربعی شکل ساخته شده و اطراف گشودگی چسبانده شده است. دو تقویت کننده دیگر انواع طولی و حلقوی نامیده می شوند. این دو تقویت کننده ورق های نازکی بوده که عمود بر ورق به ترتیب در راستای اعمال بار فشاری و در راستای محیطی اطراف گشودگی نصب شده اند. ورق و تقویت کننده های مذکور به گونه ای ساخته شده اند که یک کامپوزیت لایه ای متعامد و متقارن باشند. جهت مدل سازی موارد یاد شده در نرم افزار اجزا محدود انسیس آزمون های کششی و برشی روی نمونه های کامپوزیتی صورت گرفته است تا خواص مکانیکی لازم، مطابق با استانداردهای جهانی به دست آیند. رفتار کمانشی ورق های تقویت شده به کمک روش اجزا محدود تحلیل شده و نتایج حاصل با نتایج تجربی مطابقت داشته اند. نتایج حاصل از این تحقیق نشان می دهند که در بین تقویت کننده های ارائه شده، بیشترین بار کمانشی در مقایسه با ورن مربوط به تقویت کننده ی طولی و کمترین بار کمانشی مربوط به تقویت کننده حلقوی است.

این مقاله با استفاده از روش برپایه انرژی به پیش بینی رشد جدایش بین لایه ای ناشی از ترک ماتریسی در مواد مرکب لایه ای متقارن با لایه چینی عمومی تحت تنش های داخل صفحه درحضور تنش های پسماند حرارتی پرداخته است. در این پژوهش بر روی دو حالت کلی نامقید و کرنش صفحه ای عمومی مطالعه می شود. برای هر دو حالت نامقید و کرنش صفحه ای عمومی ابتدا فرض بر وجود ترک ماتریسی می شود و پس از ایجاد جدایش بین لایه ای، افت خواص ناشی از ترک و جدایش محاسبه شده و ماتریس سفتی جدید کاهش یافته برای آن به دست می آید. سپس تعدادی ثوابت ترموالاستیک که فقط به خواص ماده ی تک لایه ها وابسته هستند و خود به نوعی جزو خواص ماده می باشند به دست آمده و پس از مرتبط ساختن درایه های ماتریس نرمی با یکدیگر توسط این ثوابت، معادله ای ساده برای انرژی آزاد گیبس به دست می آید. در ادامه با مشتق گرفتن از معادله ی انرژی آزاد گیبس نسبت به طول جدایش معادله ای بسیار ساده برای تعیین نرخ رهایی انرژی به دست می آید که اگر این انرژی از انرژی کرنشی بحرانی آن ماده برابر یا بیشتر باشد جدایش رشد می کند. به منظور صحه گذاری روابط توسعه داده شده در این مقاله از نرم افزار المان محدود انسیس استفاده شده است. نتایج بدست آمده نشان داد که تطابق قابل قبولی بین روش توسعه یافته و روش المان محدود در پیشبینی افت سفتی چندلایه های حاوی جداشدگی وجود دارد.

امروزه استفاده از مواد با ساختار هدفمند به دلیل ویژگی های منحصربه فرد این گونه مواد در ارائه خواص چندگانه و گاهی متضاد در یک حجم ماده، کاربردهای متنوعی در صنایع مختلف به خصوص صنایع هوافضا، توربوماشین ها، صنایع پوشش دهی و. . . پیدا کرده است. هدف این مقاله تولید ورق هدفمند کامپوزیت پایه آلومینیومی با تقویت کننده SiC و با استفاده از روش متالورژی پودر و نورد گرم میباشد. بدین منظور مقدار تقویت کننده در راستای ضخامت به صورت پله ای از مقدار صفرتا چهار درصد حجمی تغییر نموده است. نمونه ها در 4 مرحله شامل آسیابکاری مکانیکی، گاز زدایی، فشرده سازی سرد و تف جوشی تهیه شده وسپس تا سه مرحله نورد گرم بر روی آنها انجام پذیرفته است. نحوه توزیع ذرات تقویت کننده در فاز ماتریس با استفاده از میکروسکوپ نوری مورد بررسی قرار گرفته است. بعلاوه خواص مکانیکی نمونه ها شامل سختی، استحکام کششی و خمشی آنها اندازه گیری و گزارش شده است. در نهایت نیز سطح شکست نمونه های آزمون کشش و خمش با استفاده از میکروسکوپ الکترونی روبشی مورد توجه قرار گرفته است. مطابق تصاویر به دست آمده از ریزساختار نمونه ها، ذرات تقویت کننده توزیع قابل قبولی در فاز ماتریس دارند. همچنین نتایج نشان دهنده افزایش سختی و استحکام، با افزایش ذرات تقویت کننده و افزایش تعداد مراحل نورد است. بعلاوه مکانیزیم اصلی شکست در لایه آلومینیوم خالص ایجاد و رشد ترک بین ذرات پودر اولیه آلومینیوم است، در حالی که مکانیزم غالب در نمونه کامپوزیتی جدایش در سطح مشترک دو فاز و ایجاد ترک بعلت تجمع محدود ذرات تقویت کننده می باشد.

در این تحقیق تحلیل استاتیکی و دینامیکی بال هواپیما ساخته شده از مواد مرکب، به روش تحلیلی بررسی می شود. بال به صورت تیر جدار نازک یکسرگیردار با سطح مقطع بسته و دارای لایه چینی سختی محیطی نامتقارن CAS، مدلسازی شده است. در مدل تیر اثرات غیرکلاسیک مثل تنش برشی، قید واپیچش، مدل پیچشی غیریکنواخت و غیر ایزوتروپ بودن ماده در نظر گرفته می شود. معادلات حاکم با استفاده از اصل هامیلتون توسعه یافته به دست می آیند و بر اساس روش گالرکین توسعه یافته حل می شوند. نتایج حاصل از آنالیز از تطابق خوبی با داده های تجربی و نتایج تحلیل عددی برخوردار است. در این مقاله برای اولین بار اثرات تغییرات خطی و پیوسته زاویه الیاف در طول تیر جدار نازک کامپوزیتی که منجر به سفتی متغیر در سازه می شود، مورد بررسی و تحلیل قرار می گیرد. برای این منظور از دو تعریف مسیر با تغییرات خطی زاویه الیاف و مسیر با انحنای ثابت استفاده می شود. بر مبنای نتایج تحلیل، فرکانس طبیعی و کوپلینگ خمش-پیچش وابسته به زاویه الیاف می باشد و استفاده از الیاف خمیده با تغییر پیوسته زاویه الیاف در طول تیر، امکان استفاده بهینه از خواص کامپوزیت و افزایش فضای طراحی نسبت به بال معمولی با الیاف مستقیم را فراهم می کند.

تحقیق حاضر با استفاده از روابط مایکرومکانیک روش تئوری جدیدی را برای بررسی رفتار مکانیکی و شروع آسیب اتصالات مکانیکی تک لبه کامپوزیتی ارائه می دهد. بدین منظور ابتدا با استفاده از خواص الاستیک و استحکامی و ضریب پواسون رزین و الیاف به عنوان ورودی، رفتار مکانیکی الاستیک تک لایه کامپوزیتی مشخصه سازی می شود. سپس با استفاده از این خواص، لایه چینی و پارامترهای هندسی اتصال مکانیکی تک لبه و با استفاده از مدل جرم-فنر اصلاح شده، سفتی اتصال محاسبه می شود. همچنین با تعریف ضریب تمرکز تنش و با استفاده از مفهوم معیار حداکثر تنش در مواد کامپوزیتی، بار شروع آسیب اتصال مکانیکی تک لبه کامپوزیتی محاسبه می شود. مدل فوق با استفاده از خواص الاستیک و استحکامی رزین و الیاف، لایه چینی و پارامترهای هندسی اتصال تک لبه، رفتار مکانیکی و بار شروع تخریب اتصال را با دقتی بسیار خوب پیش بینی می کند. با استفاده از مدل فوق اتصالات تک لبه کامپوزیتی با دو لایه چینی 〖 [-45/0/45/90]〗 _s و 〖 [90/〖-45〗 _2/45]〗 _s مدلسازی شدند. اتصالات تک لبه کامپوزیتی با دو لایه چینی فوق ساخته شده و تحت آزمایش قرار گرفتند. مقایسه نتایج مدلسازی با آزمایش های فوق نشان می دهد که حداکثر خطای مدل برای اتصال با لایه چینی اول 2. 17% و برای اتصال با لایه چینی دوم 3. 91% است.

نیاز روز افزون به تولید محصولات سازگار با محیط زیست، محققان را بر آن داشته تا امکان استفاده از الیاف طبیعی در ساخت کامپوزیت ها را مورد بررسی قرار دهند. در پژوهش حاضر، از الیاف گیاهی پنبه و کنف، و الیاف حیوانی پشم بافته شده ساده به عنوان تقویت کننده در کامپوزیت های لایه ای پایه اپوکسی، استفاده شد. بعلاوه، بمنظور ارزیابی خواص مکانیکی کامپوزیت های تقویت شده با الیاف طبیعی، نمونه های کامپوزیتی شیشه بافته شده ساده/اپوکسی نیز ساخته شدند. خواص مکانیکی نمونه ها تحت بارگذاری های کششی، برشی و خمشی تعیین شد. نتایج نشان دادند که نسبت استحکام ویژه تحت بار کششی چندلایه ای های پنبه/اپوکسی به چندلایه ای تقویت شده با الیاف کنف یا پشم بترتیب برابر 1. 71 و 4. 47 است. تحت بار برشی، استحکام ویژه نمونه ها بترتیب با تغییر الیاف کنف و پشم به پنبه نیز 1. 24 و 2. 45 برابر بزرگتر گردید. بعلاوه، استحکام خمشی ویژه کامپوزیت های پنبه/اپوکسی بترتیب 1. 42 و 2. 34 برابر بزرگتر از کامپوزیت های کنف/اپوکسی و پشم/اپوکسی بدست آمد. همچنین، انرژی جذب شده ویژه مربوط به کامپوزیت های لایه ای پنبه/اپوکسی تحت بار کششی 2. 7 برابر بزرگتر از مقدار مربوط به کامپوزیت های لایه ای تقویت شده با الیاف شیشه است. در انتها نیز به منظور بررسی میزان آب جذب شده توسط نمونه های مختلف، آزمون جذب رطوبت در فواصل زمانی 3 و 10 روز صورت گرفت. آشکار گردید که بیشترین درصد جذب آب (7. 47%) مربوط به نمونه تقویت شده با پنبه در بازه زمانی 10 روز بوده است.

دراین مقاله، تاثیر افزودن ذرات نانو گرافن به رزین و استفاده از الیاف بازالت در ساخت پانل ساندویچی کامپوزیتی، بر پاسخ نفوذ شبه استاتیکی و میزان جذب انرژی، مورد بررسی قرار گرفته است. هدف از انجام این آزمایش بررسی میزان جذب انرژی و مقاومت در برابر نفوذ شبه استاتیکی در بین نمونه های پانل ساندویچی کامپوزیتی با درصد های وزنی 0، 0. 3، 0. 7و 1. 1 نانو گرافن و انتخاب بهترین نمونه در جذب انرژی می باشد. در ساخت پانل از نانو گرافن با خلوص 90% و قطر µ m 10-5، تعداد 8 لایه الیاف بازالت با جرم واحد سطح 350 گرم بر متر مربع، هسته فوم از جنس پلی اورتان به ضخامت یک سانتی متر و با جرم حجمی80 کیلو بر سانتی مترمکعب، رزین و سخت کنندهEPR1080 استفاده شده است. نمونه ها با درصدهای وزنی 0، 0. 3، 0. 7و 1. 1 نانوگرافن ساخته شده اند. آزمایش با بارگذاریی با سرعت 8 میلیمتر بر دقیقه انجام شده است. از دیگر عوامل تاثیر گذار در این آزمایش می توان به ضخامت، جنس و دانسیته هسته فوم اشاره کرد. مطابق نتایج میزان جذب انرژی در پانل ساندویچی کامپوزیتی حاوی نانوگرافن بهبود میابد. این نتایج نشان می دهند که بهترین جذب انرژی و مقاومت در برابر نفوذ شبه استاتیکی، مربوط به نمونه ی حاوی 0. 7% نانو گرافن می باشد. نمونه ها تحت آزمایش SEMقرار گرفته اند. مطابق تصاویر در نمونه با درصدوزنی 0. 7 نانوگرافن، ساختار میکروسکوپی مناسب تری در مقایسه با سایر نمونه ها وجود دارد. نمونه با درصد وزنی 0. 7 نانوگرافن بیشترین جذب انرژی را قبل از شکست و کمترین آسیب را بعد از نفوذ کامل دارد.

هدف از این تحقیق، تعیین پارامترهای بهینه فرآیندی از قبیل پلی اتیلن ترفتالات بازیافتی (rPET)، سازگارکننده و درصد چوب در ماده مرکب چوب پلاستیک با زمینه PP/HDPE/rPET به منظور بیشینه کردن استحکام مخصوص (نسبت استحکام به چگالی) با در نظر گرفتن مدول کششی، انرژی ضربه و میزان جذب آب به عنوان قیود، می-باشد. برای این منظور، نمونه های چوب پلاستیک شامل rPET به میزان 0، 15، 25 و 35 درصد رزین (phr)، سازگارکننده به میزان 4، 8 و 12 phr و درصد چوب به میزان 30 و 40 درصد وزنی تهیه شد. آزمون های تجربی به منظور تعیین استحکام کششی، مدول کششی، انرژی ضربه، چگالی، و میزان جذب آب انجام شد. از روش سطح پاسخ (RSM) برای ایجاد مدل های ریاضی بین پارامترهای ورودی (میزان rPET، سازگارکننده و درصد چوب) و پارامترهای پاسخ (استحکام کششی، چگالی، مدول کششی، میزان جذب آب و انرژی ضربه) استفاده شد. آنالیز واریانس (ANOVA) برای تعیین درجه اهمیت مدل و هر یک از پارامترهای ورودی بر پارامترهای خروجی استفاده شد. کد الگوریتم ژنتیک برای تعیین شرایط بهینه مقید اجرا شد. استحکام مخصوص به عنوان تابع اصلی برای الگوریتم ژنتیک در نظر گرفته شده و مدول کششی، انرژی ضربه و میزان جذب آب به عنوان قیود تابع اصلی درنظر گرفته شد.

تلاش برای اصلاح نارسایی های تئوری های تک لایه معادل و تئوری های لایه ای، سبب ارائه تئوری های کلی-محلی ورق شده است. در این مقاله به بررسی پاسخ دینامیکی ورق مستطیلی ساندویچی با رویههای کامپوزیتی تقویت شده با سیم های آلیاژ حافظهدار تحت ضربه کمسرعت از طریق ارائه و به کارگیری یک تئوری کلی-محلی هایپربولیک مرتبه بالا جدید پرداخته شده است. برای استخراج نتایجی دقیق، توزیع غیریکنواخت و وابسته به زمان برای فازهای آلیاژ حافظه دار و همچنین جابجایی عرضی برای هسته انعطافپذیر در نظر گرفته شده است. به جای استفاده از قانون متداول هرتز از قانون تماس اصلاح شده استفاده گردیده است و قوانین تماس مختلفی برای فازهای بارگذاری و باربرداری در نظر گرفته شده است. آثار سفتی همه لایه ها به همراه ضخامت ورق بر سفتی تماس در نظر گرفته شده است. معادلات حاکم المان محدود غیرخطی حاصل شده با استفاده از یک الگوریتم تکرارشونده در هر گام زمانی حل شدند. نتایج تحلیل حاضر با نتایج تجربی مقایسه و صحت نتایج مورد تایید قرار گرفته است. در انتها اثر سیمهای آلیاژ حافظهدار، هسته آگزتیکی، سفتی هسته، ضخامت هسته، خارج از مرکز بودن ضربه و پیشبار دوبعدی بر پاسخ ضربه ورق ساندویچی، مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج تحلیل نشان می دهند که پیش بار کششی، به دلیل کاهش آزادی حرکت کلی ورق و افزایش سفتی ظاهری سازه، باعث افزایش نیروی برخورد و کسر حجمی مارتنزیت و کاهش خیز جانبی و مدت زمان برخورد می شود. در حالی که پیشبار فشاری، به دلیل تمایل به ایجاد خیزهای بزرگتر، عکس این نتایج را حاصل مینماید.

کامپوزیت پایه فلزی (MMCs) از تقویت کننده های غیر فلزی (به عنوان مثال، سرامیک) در ماتریس های فلزی ساخته شده است که دارای ویژگی هایی همچون سختی، مقاومت در برابر سایش و خستگی مطلوب و وزن نسبتا سبک هستند. یکی از کامپوزیت های فلزی با خواص مکانیکی قابل توجه، کامپوزیت پایه تیتانیوم (Ti-MMC) است که به عنوان جایگزینی برای آلیاژهای پایه نیکل در تعداد زیادی از محصولات و بخش های صنعتی، از جمله صنایع خودرو و هوافضا مورد توجه قرار گرفته است. با وجود ویژگی های مکانیکی و فیزیکی Ti-MMC، با توجه به قیمت بالا و حضور ذرات سرامیکی سخت و ساینده در ماتریس های فلزی، ماشینکاری Ti-MMC یک موضوع پیچیده و نیازمند مطالعات بیشتر است. نظر به اینکه مطالعات بسیار محدودی در زمینه ماشینکاری Ti-MMC در جریانهای مختلف و حالت های روانکاری در دسترس هستند، آگاهی کافی از اثرات پارامترهای برش و حالت های روانکاری در ویژگی های ماشینکاری، مسئله ای مهم و حائز اهمیت است. بنابراین، هدف از پژوهش، بررسی تجربی و فرکانسی تراشکاری Ti-MMC در حالت های خشک و با روانکار در نرخ جریان های مختلف می باشد. اثرات پارامترهای برشی بر روی شاخصه های ماشینکاری از جمله کیفیت سطح با استفاده از بررسی دامنه فرکانس مربوط سرعت دوران قطعه کار مورد بررسی قرار گرفته است.

امروزه از استوانه های پلیمری تقویت شده با الیاف شیشه ای در صنایع مختلفی استفاده می شود. یکی از متداول ترین بارگذاری هایی که استوانه های کامپوزیتی در حین کاربری متحمل می شوند، بارگذاری فشاری عرضی است. به منظور بررسی رفتار کمانشی و پس کمانشی استوانه های کامپوزیتی رشته پیچی شده نمونه های آزمایشگاهی با زاویه ی پیچش 75± ساخته شد. بدین منظور نمونه ها تحت بارگذاری فشاری بین دو صفحه ی صلب موازی طبق استاندارد ASTM D 2412-02 قرار گرفتند. در طی انجام آزمایش، نمودار نیرو-جابه جایی حاصل از بارگذاری در راستای عمود بر صفحه ی صلب اندازه گیری شد. علاوه بر انجام آزمایش های تجربی، شبیه سازی عددی با استفاده از نرم افزار آباکوس انجام گرفته است. با توجه به آنکه در حین فرآیند بارگذاری، استوانه ی کامپوزیتی دچار آسیب می شود، به منظور لحاظ این اثرات، مدل آسیب هشین 3 بعدی استفاده شده است. جهت اعمال مدل آسیب هشین 3 بعدی، با بهره گیری از نرم افزار برنامه نویسی فرترن 77 زیر برنامه ای در قالب UMAT کد نویسی گردید. تعریف خواص مکانیکی و استحکام-های شکست استوانه ی کامپوزیتی، بر اساس اندازه گیری خواص الیاف و رزین به طور جداگانه طبق استانداردهای مربوطه و با استفاده از روابط میکرو مکانیک لایه ها انجام گرفت. با توجه به نتایج آزمایش فشار نمونه ها بین دو صفحه ی صلب موازی و در نظر داشتن نمودار نیرو-جابه جایی، استوانه ی کامپوزیتی دچار کمانش می شوند اما با توجه به اینکه پس از کمانش وضعیت آن ها پایدار است، اتفاق افتادن کمانش تأثیر قابل ملاحظه ای در رفتار نمونه استوانه ها نمی گذارد. با مقایسه ی نتایج بدست آمده از آزمایش های تجربی و حاصل از شبیه سازی عددی، توافق مناسب نتایج با یکدیگر قابل مشاهده است.

در مقاله ی حاضر، روش بسط تابع امواج به منظور مطالعه ی پدیده ی بازتابش امواج هارمونیک آکوستیکی از پوسته ی استوانه ای کامپوزیتی جداره ضخیم با ساختار تقویت شده با الیاف با چیدمان حلزونی و مستغرق در سیال ایده آل، استفاده می گردد. یک روش تقریبی مبتنی بر مدل لایه ای در قالب فرمولاسیون فضای حالت و با استافده از روش ماتریس انتقال، جهت حل رفتار الاستیک سه بعدی ناشی از بارگذاری آکوستیکی استفاده می گردد. با توجه به رفتار نامتقارن پدیده ی انتشار امواج بر روی لوله ی کامپوزیتی ناهمسانگرد مورد بررسی و با استفاده از تئوری بازتابش روزنانسی، میدان رزونانس بازتابشی سازه مستتر درون سیگنال های امواج بازتابش یافته (فشار آکوستیکی)، از میدان بازتابش پس زمینه تفکیک گردیده و مشخصه های روزنانسی ایزوله می گردد. سپس، مولفه های رزونانسی سازه بر اساس مود محیطی پایه، شماره ی زیر مود آن و جهت انتار موج پایه در دو جهت راست گرد یا چپ گرد حول محور اصلی سازه تفکیک می گردند. در نهایت، با هدف کنترل کیفی، ارزیابی کمی و شناسایی مشخصه های موادی سازه، آنالیز حساسیت بر روی فرکانس های رزونانسی سازه ی کامپوزیتی گرافایت/اپوکسی صورت می پذیرد.