علوم و فناوری کامپوزیت
سال:1397 | دوره:5 | شماره:1 |تعداد مقالات:16

در این مقاله به بررسی مقاومت نهایی صفحات کامپوزیتی مربعی حاوی انحنای هندسی اولیه تحت نیروی فشاری درون صفحه ای و نیز فشار جانبی سینوسی با استفاده از روش ریتز پرداخته شده است. در این تحقیق از تئوری تغییر شکل برشی مرتبه اول استفاده شده که در این روابط خیزها و تغییر شکل ها کوچک فرض شده اند. این فرضیات باعث می شوند که مقاومت نهایی بدست آمده برای صفحات نازک، به دلیل نادیده گرفتن اثرات ترمهای غیرخطی، محتاطانه باشد در صورتی که برای صفحات ضخیم تر نتایج قابل قبول خواهد بود. برای بدست آوردن معادلات تعادل صفحه اصل انرژی پتانسیل کمینه به کار رفته است. شرایط مرزی خارج از صفحه، لولایی و برای شرایط مرزی درون صفحه، لبه ها به صورت خط مستقیم جابجا می شوند. از معیار شکست هشین برای بررسی شکست استفاده شده است. دو نوع مدل کاهش سختی در این مقاله بررسی می شود که عبارتند از مدل کاهش سختی کل لایه ای که کاهش سختی به کل لایه شکسته شده اعمال می شود و مدل کاهش سختی ناحیه ای که بعد از شکست فقط سختی همان ناحیه کاهش می یابد. کاهش سختی مواد به صورت آنی بوده لذا بلافاصله بعد از شکسته شدن لایه یا ناحیه، سختی آن کاهش می یابد. علاوه بر محاسبه بار شکست لایه اول و آخر، تعداد لایه های شکسته شده و مختصات نقاط شکست اولین و آخرین لایه شکسته شده ارائه شده است. در آخر نتایج بدست آمده از طریق روش ارائه شده در این تحقیق با نتایج موجود در مراجع دیگر دیگر مقایسه گردیده است.

یکی از متداول ترین، دقیق ترین و مناسب ترین دیدگاه های مربوط به پدیده برخورد و نفوذ گلوله در اهداف کامپوزیتی، مدل های مربوط به بحث انرژی می باشد. مطالعه حاضر با بررسی مدل های گوناگون قبلی سعی در انجام اصلاحات و کامل نمودن آنان نموده است. این مدل ضربه با بررسی مکانیزمهای جذب انرژی و مقایسه آن با انرژی کل گلوله در هنگام برخورد، توانایی یا عدم توانایی خروج گلوله از هدف را بررسی نموده است، و انرژی باقیمانده در هنگام خروج گلوله از هدف را پیش بینی می کند. در بررسی تجربی مخزنی از جنس شیشه/اپوکسی تحت نفوذ گلوله کروی با سرعت های متفاوت برای سهت در مدل پیشنهادی انجام شده است. در این مدل سهم تک تک مکانیزمهای جذب انرژی در سرعت های گوناگون تخمین زده شده است. همچنین سرعت بالستیکی گلوله در برخورد با یک هدف کامپوزیتی با دقت مناسبی برآورد شده است. مدل پیش رو نسبت به مدلهای ارائه شده قبلی بیشترین مکانیزمهای جذب انرژی را در نظر گرفته است، و سعی نموده است با اضافه کردن مکانیزم های جذب انرژی جدید شامل انرژی جذب شده ناشی از تغییر مکان راس مخروط تحت نیروی گلوله، انرژی جذب شده در تغییر شکل الاستیک-پلاستیک الیاف اولیه و انرژی جذب شده ناشی از اصطکاک ایجاد شده بین گلوله و هدف کامپوزیتی، بهترین و دقیقترین مدل جذب انرژی را بیان نماید. در نهایت نتایج این مدل با نتایج تحلیل المان محدود انجام گرفته با نرم افزار انسیس ماژول ال اس داینا مقایسه شده است.

در پژوهش حاضر، اثر لاستیک مایع کوپلیمر بوتادی ان آکریلونیتریل با گروه های انتهایی کربوکسیل و اختصار CTBN و عامل پخت دی آمین انعطاف پذیر (جف آمینD-400) به طور مجزا بر خواص پیش آغشته های رزین اپوکسی برپایه دی گلیسیدیل اتر بیسفنول A و عامل پخت دیسیان دی آمید (Dicy) تقویت شده با الیاف شیشه مطالعه شده است. بدین منظور، خواص پیش آغشته های شیشه-اپوکسی مانند جریان پذیری، استحکام برشی پیش آغشته و استحکام برشی بین لایه ای مطالعه شد. از اینرو، درصد مواد فرار، درصد رزین و میزان پیش پخت در پیش آغشته ها ارزیابی شد. نتایج نشان داد، در تمام نمونه های حاوی لاستیک مایع CTBN و عامل پخت جف آمین تقریباً مقادیر درصد رزین، درصد مواد فرار و میزان پیش پخت با یکدیگر برابر بود و مقدار جریان پذیری با افزودن مقادیر مختلف لاستیک مایع و عامل پخت جف آمین تغییر چندانی نکرد. مقدار استحکام برشی با افزودن لاستیک مایع تا phr20 تغییر چندانی نداشته. اما، افزودن عامل پخت جف آمین به مقدار %20 سبب افزایش %8 استحکام برشی شد و افزودن بیشتر آن تا %40 اثر قابل توجهی بر استحکام برشی نداشت. افزودن لاستیک مایع تا phr 5 سبب افزایش استحکام برشی بین لایه ای به مقدار %7/7 شد، ولی در تمام نمونه های حاوی جف آمین استحکام برشی بین لایه ای از MPa 6/4 برای سامانه اپوکسی حاوی %100 عامل پخت دیسیان دی آمید به مقدار MPa 0/2 برای سامانه حاوی %60 عامل پخت جف آمین کاهش و سپس تا مقدار MPa 6/2 برای سامانه اپوکسی حاوی %100 عامل پخت جف آمین افزایش یافت.

با توجه به کمبود منابع آبی، استفاده از فاضلاب تصفیه شده بعنوان یک راهکار پایدار مد نظر صنایع مختلف بویژه واحدهای خنک کننده صنعتی و دیگ های بخار فعال در صنایع قرار گرفته است. لیکن استفاده از فاضلاب تصفیه شده، مشکلات خاص خود نظیر خوردگی قطعات فلزی که اغلب از فولاد کربنی ساخته شده اند را به همراه دارد. لذا روشهای مختلفی نظیر پوشش دهی توسط بهره برداران صنعتی به منظور کاهش خوردگی مورد استفاده قرار گرفته است. در این پژوهش، پوشش سرامیکی نانو کامپوزیتی سیلیکا / تیتانیا به روش سل-ژل تولید و به روش غوطه وری به مدت 100 ثانیه بر روی فولاد کربنی نشانده شد و ساختار و خواص خوردگی پوشش های ایجاد شده بررسی گردید. نتایج نشان دادند که پوشش مذکور خواص خوردگی فولاد کربنی را بهبود می دهد. سپس به منظور بهبود خواص و عملکرد پوشش، نسبت های مولی اجزای سازنده و فاکتورهای موثر بر عملکرد پوشش بررسی شدند تا پوشش بهینه با ساختار نانویی و بیشترین میزان حفاظت از خوردگی تهیه گردد. جهت بررسی عملکرد حفاظت از خوردگی پوشش ها، منحنی های پلاریزاسیون و جهت بررسی مورفولوژی سطح، تصویربرداری میکروسکوپ الکترونی به کار گرفته شد. به منظور بررسی نوع پیوندها و گروه های عاملی موجود در سل بهینه تهیه شده، از طیف مادون قرمز استفاده گردید. میزان حفاظت از خوردگی پوشش بهینه، در محلول سدیم کلراید 5/3 در صد مورد بررسی شد و نتایج حاصل نشان دادند که پوشش بهینه ی تهیه شده، حفاظت موثر برای سطح فولاد کربنی در برابر خوردگی در محلول سدیم کلراید 5/3 درصد را فراهم می کند.

کامپوزیتهای تقویت شده با الیاف کربن دارای کاربردهای صنعتی متعددی می باشند که به علت خواص مکانیکی و فیزیکی مناسب آنها می باشد. سوراخکاری از جمله روشهای رایج برای ایجاد اتصال بین سازه های از جنس مواد تقویت شده با الیاف می باشد. لایه های کامپوزیتهای تقویت شده با الیاف در عملیات ماشینکاری مخصوصاً در عملیات سوراخکاری که در معرض تمرکز تنش قرار می گیرند، دچار آسیب لایه لایه شدگی می گردند. پدیده لایه لایه شدگی به شدت تحت تاثیر عواملی مانند جنس و هندسه ابزار و قطعه کار و همچنین پارامترهای ماشینکاری قرار دارد. در این پژوهش با استفاده از طراحی آزمایشات به روش تاگوچی، مطالعه ای تجربی بر روی فرآیند سوراخکاری کامپوزیت تقویت شده با الیاف کربن (CFRP) با ابزار از جنس کاربید تنگستن به منظور بررسی میزان لایه لایه شدگی انجام گردید. پارامترهای مورد بررسی شامل پیش مته زنی، سرعت دورانی، نرخ پیشروی، قطر ابزار و ضخامت قطعه کار می باشد. با توجه به آزمایشات انجام شده مشاهده گردید انجام عملیات پیش مته زنی، افزایش سرعت دورانی و کاهش سرعت پیشروی موجب کاهش آسیب لایه لایه شدگی شده و کیفیت سوراخ را بهبود می بخشد. همچنین استفاده از ابزار سوراخکاری با قطر کمتر و بکارگیری کامپوزیت نازکتر منجر به کاهش مقدار لایه لایه شدگی می گردد. با توجه به نتایج بدست آمده، در نرم افزار مینی تب، آنالیز واریانس (ANOVA) جهت بررسی کیفیت سوراخ ایجادشده و میزان تاثیرگذاری هر یک از پارامترها انجام شد. از بین پارامترهای مورد بررسی، ضخامت قطعه کار دارای بیشترین تاثیر بر مقدار لایه لایه شدگی می باشد. همچنین مقدار بهینه جهت به حداقل رساندن میزان لایه لایه شدگی بدست آمد.

در این مقاله تغییرات مدول الاستیسیته و مقاومت نهایی چندلایه ها با استفاده از مدل های المان محدود شبیه سازی شده از نمونه های آزمایشگاهی برای چندلایه های کامپوزیتی از جنس شیشه/وینیل استر مورد آزمایش و بررسی واقع شد. با استفاده از مدل های المان محدود دارای المان های سه بعدی با قابلیت خرابی پیشرونده و همچنین با تعریف دقیق رابطه تماس بین تیر و تکیه گاه، تاثیر رفتار غیرخطی مواد و هندسه در رفتار خمشی تیرها شبیه سازی شد. در ابتدا آزمایشات کشش به منظور ملاحظه رفتار خرابی پیشرونده در چندلایه ها و تصدیق مدلسازی خرابی انجام شده و شبیه سازی گردید. در ادامه با اجرای تست های خمش سه نقطه ای و سپس شبیه سازی تیرها، تغییر مدول الاستیسیته خمشی با مقایسه نمودارهای بار-تغییرمکان بدست آمده از آزمایشات و مدل های المان محدود اندازه گیری شد. برای پیشگویی خرابی از معیارهای بر پایه کرنش به جای معیارهای بر پایه تنش استفاده شد. با داشتن کرنش های خرابی ثابت برای نمونه های کششی و خمشی و از طرفی تغییر مدول الاستیسیته برای لایه چینی های مختلف چندلایه ها، تغییر مقاومت نهایی تجربه شده برای نمونه ها تحت بار خمشی تعیین شد. با توجه به وابسته بودن تغییر مدول الاستیسیته چندلایه های کامپوزیتی به عملکرد فاز پلیمری ماده، این تغییر به عملکرد لایه های ˚ 90 در چندلایه های با لایه چینی های مختلف نسبت داده شد و در انتها نموداری برای تغییر مدول الاستیسیته لایه های ˚ 90 مربوط به لایه چینی های مختلف ارائه شد.

آلیاژ A356 یک آلیاژ ریختگی بوده که شامل آلومینیم، سیلیسیم و منیزیم است. این آلیاژ دارای استحکام و شکل پذیری خوب به همراه خواص ریختگی عالی، مقاومت به خوردگی بالا و سیالیت خوب است. این آلیاژ به صورت گسترده ای در صنایع ماشین سازی، هواپیماسازی، صنایع دفاعی و به ویژه صنایع خودروسازی به جای اجزاء فولادی استفاده می گردد. اما مقاومت به سایش کم این آلیاژها باعث شده که استفاده از آن ها محدود گردد. فرآوری اصطکاکی اغتشاشی یک روش حالت جامد است که برای اصلاح سطح، بهبود خواص مکانیکی و تولید کامپوزیت استفاده می گردد. در این پژوهش با استفاده از فرآوری اصطکاکی اغتشاشی به اصلاح ریزساختار آلیاژ A356 و توسعه نانوکامپوزیت های سطحی A356/TiO2 و A356/TiO2/Gr پرداخته شده است. در ابتدا ترکیبی از سرعت های دورانی و پیشروی مختلف روی نمونه ها انجام شد تا نمونه بهینه با در نظر گرفتن نتایج ریزساختاری و خواص مکانیکی انتخاب شود و بهترین نتایج در سرعت دورانی rpm 900 و پیشروی mm/min 60 بدست آمد. از میکروسکوپ نوری و الکترونی روبشی، میکروسختی، سایش و نانوفرورونده برای مشخصه یابی سطح استفاده شد. بررسی ریزساختاری نشان داد که توزیع یکنواختی از ذرات تقویت کننده در سطح نانوکامپوزیت در منطقه اغتشاش وجود دارد. نتایج نشان داد که تشکیل نانوکامپوزیت سطحی منجر به بهبود خواص مکانیکی و رفتار سایشی آن می گردد. افزودن روانکار جامد گرافیت باعث بهبود خواص سایشی نانوکامپوزیت می شود.

در این پژوهش الیاف تنه درخت خرما به عنوان تقویت کننده در کامپوزیت با ماتریس اپوکسی به کار گرفته شد. نمونه های کامپوزیتی با استفاده از الیاف برش داده شده به طول های 1، 2 و 3 سانتی متر و با سه سطح از درصد حجمی الیاف با استفاده از روش قالب گیری دستی تولید شدند و تحت آزمون های کشش و خمش سه نقطه ای قرار گرفتند. نتایج نشان داد طول الیاف در محدوده متغیرهای پژوهش اثر معناداری بر خواص کششی و خمشی نداشته است. به طورکلی افزودن الیاف خرما سبب بهبود مقاومت کششی کامپوزیت نسبت به ماتریس خالص نگردید که علت این مسأله می تواند چسبندگی ضعیف الیاف و ماتریس و وجود عیوب ساختاری در نمونه ها باشد. مدول کششی محاسباتی با استفاده از مدل تسای-پاگانو انطباق نسبتاً خوبی با مقادیر تجربی نشان داد. نتایج آزمون خمش بیان می کند که افزودن 5/7 درصد حجمی الیاف خرما سبب بهبود مقاومت خمشی کامپوزیت می گردد اما در درصد حجمی بالاتر (7/10 درصد) این خاصیت افت می نماید که علت آن افزایش بیش ازحد الیاف و درنتیجه نفوذ کمتر رزین در بین آن ها و اتصال و یکپارچگی کمتر کامپوزیت است. همچنین با افزودن الیاف خرما به اپوکسی مدول خمشی کامپوزیت افزایش یافت. این افزایش در نمونه های حاوی 5/7 و 7/10 درصد حجمی الیاف مشاهده شد که بیشترین مقدار آن به میزانGPa 7/3 در نمونه 5/7 درصد حجمی (% 105 افزایش) به دست آمد.

امروزه با توجه به نیاز صنایع مختلف به قطعات با استحکام بالا و وزن پایین، روش ساخت قطعات اهمیت بسیاری پیدا کرده است. روش شکل دهی داغ با دمش گاز، فرآیند نوینی است که به دلیل حذف عملیات جانبی مانند جوشکاری، وزن کلی قطعات کاهش یافته، استحکام افزایش و در نهایت زمان تولید کاهش می یابد. در فرآیند هیدروفرمینگ به علت استفاده از سیال آب و یا روغن نمی توان از دماهای خیلی بالا برای شکل دهی استفاده نمود، اما در فرآیند شکل دهی داغ با دمش گاز با توجه به اینکه سیال مورد استفاده گاز است محدودیت دما وجود ندارد. در این پژوهش ابتدا با استفاده از روش طراحی آزمایشات تاگوچی برای دماهای مختلف 350, 400, 450 درجه سانتی گراد پارامترهای تغذیه محوری و فشار داخلی هرکدام در سه سطح از نظر کمترین مقدار نازک شدگی مورد ارزیابی قرار گرفت که بررسی این حالات با استفاده از شبیه سازی المان محدود بوده است و بهترین حالت بدست آمده مورد آزمون عملی فرآیند بالج آزاد گرم برروی لوله دولایه کامپوزیتی Al6063-AZ80 قرار گرفت. نتایج حاصل از روش تاگوچی و شبیه سازی المان محدود فرآیند نشان می دهد که بالج لوله در دمای 400° c و فشار داخلی به مقدار55bar با تغذیه محوری 4 میلی متر بهترین حالت برای انجام فرآیند شکل دهی داغ با دمش گاز است که آزمایشات عملی نیز در این شرایط با موفقیت انجام پذیرفت و با بیشینه اختلاف 5. 49 درصدی در مقدار کاهش ضخامت نسبت به نتایج شبیه سازی تطابق خوبی با آن ها داشت.

سازه های ساندویچی سازه هایی هستند که از دو رویه نازک با خواص مکانیکی بالا و هسته ای ضخیم ولی نسبتا ضعیف و سبک تشکیل شده اند. به دلیل استحکام و سفتی بالا در برابر وزن پایین، به طور وسیعی در سازه های مهندسی مانند سازه های هوافضایی، بدنه کشتی ها، پره های توربین و. . . از این سازه ها استفاده می شود. در این پژوهش تاثیر ایجاد جدایش بین رویه و هسته در رفتار ارتعاشی آزاد برای تیرهای عریض ساندویچی با رویه کامپوزیتی و هسته ای ازجنس فوم PVC؛ به صورت تجربی و عددی مورد بررسی قرار گرفته است. ابعاد جدایش به شدت بر روی فرکانس های طبیعی سازه تاثیر می گذارد به نحوی که، با کاهش در سختی سازه که بعلت وجود جدایش در ناحیه ی بین رویه بالایی و هسته اتفاق می افتد، فرکانس های طبیعی کاهش مییابد و افزایش طول و عمق جدایش باعث کاهش سفتی موضعی نمونه شده و در نتیجه باعث کاهش فرکانس طبیعی سازه شده است. برای ساخت رویه ها و اتصال آن ها به هسته به منظور ایجاد نمونه هایی با کیفیت بهتر و یکنواخت تر از تکنیک VIP استفاده شده است. برای صحت سنجی نتایج بدست آمده از آزمون تجربی مودال و همچنین بررسی تاثیر ابعاد جدایش اولیه بر فرکانس های طبیعی و شکل مودها از نرم افزار آباکوس استفاده شده است. نتایج بیانگر تطابق خوبی بین تحلیل عددی و آزمون تجربی می باشد.

چندلایی های الیافی-فلزی نسل جدیدی از کامپوزیت های هیبریدی هستند که متشکل از لایه های فلزی نازک و پیش آغشته های کامپوزیتی می باشند. این مواد دارای خواص مکانیکی مناسب هستند و از وزن کمتری نسبت به فلزات مشابه برخوردار می باشند. این مقاله به بررسی سرعت حد بالستیک در چندلایی الیافی-فلزی و مقایسه ی آن با لایه-های فلزی، به صورت تجربی و عددی می پردازد. نمونه های الیافی-فلزی از لایه های آلومینیم 3T-2024 و پیش آغشته های کامپوزیتی از جنس شیشه/ اپوکسی به صورت بافته شده، تشکیل شده است و در پرس گرم تحت دما و فشار مشخص پخته می شود. نمونه های فلزی نیز از جنس آلومینیم با آلیاژ 3T-2024 می باشد. برای آزمایش ضربه از دستگاه تفنگ گازی استفاده شده است و سرعت ورودی پرتابه تا m/s90 می باشد. نتایج بدست آمده از تست نمونه های ساخته شده، نشان دهنده ی برتری چندلایی الیافی-فلزی می باشد به گونه ای که سرعت حد بالستیک، انرژی نفوذ و انرزی نفوذ مخصوص در این چندلایی ها بیشتر از آلومینیم می باشد. در نهایت نیز در نرم افزار آباکوس، ضربه ی سرعت بالا با استفاده از معیارهای آسیب کششی و برشی شبیه سازی شده است و توافق مناسبی بین نتایج تجربی و عددی بدست امده است.

در این پژوهش اثر اصلاح سطحی نانوصفحات گرافن با عامل سیلان بر روی رفتار ضربه سرعت بالای نانوکامپوزیت های اپوکسی-الیاف بازالت به صورت تجربی مورد بررسی قرار گرفت. نانوصفحات گرافن اصلاح نشده و اصلاح شده به میزان 0، 0. 3 و 0. 5درصد وزنی برای تقویت نمونه های نانوکامپوزیتی اپوکسی-الیاف بازالت استفاده شدند و در ادامه اصلاح سطحی نانوصفحات گرافن با استفاده از طیف سنجی مادون قرمز مورد بررسی قرار گرفت و به اثبات رسید. نتایج حاصل از آزمون ضربه سرعت بالا نشان داد که استفاده از نانوصفحات گرافن اصلاح شده با عامل سیلان تأثیر بسزایی بر عملکرد مکانیکی نانوکامپوزیت های زمینه پلیمری تقویت شده با الیاف بازالت داشته است. در نمونه حاوی 0. 3 درصد وزنی نانوصفحات گرافن، سرعت حد بالستیک و انرژی جذب شده به ترتیب به میزان 11 و 23 درصد در مقایسه با نمونه بدون نانوصفحات گرافن بهبود یافت، ولی در نانوکامپوزیت حاوی 0. 5 درصد وزنی نانوصفحات گرافن به دلیل آگلومره شدن نانوذرات، عملکرد مکانیکی افت کرد. مطالعات میکروسکوپ الکترونی نشان دهنده این مطلب بود که افزایش انتقال بار بین الیاف تقویت کننده و زمینه پلیمری کامپوزیت ناشی از توزیع نانوصفحات گرافن تأثیر بخصوصی در بهبود رفتار مکانیکی کامپوزیت ها داشته است.

استفاده از منسوج به عنوان جزء تقویت کنند، ه سبب بهبود چشمگیر برخی از خواص مکانیکی کامپوزیت ها می شود. یکی از ویژگی های مهم مکانیکی، مقاومت در برابر بارهای ضربه ای است. از اینرو، در مقاله حاضر، رفتار ضربه پذیری کامپوزیت های تقویت شده با پارچه های دوجداره حلقوی پودی مورد مطالعه قرار گرفت. از آنجا که ماهیت مکانیکی ضربه ناشی از نیروهای خارج از صفحه است، تقویت کامپوزیت ها در راستای ضخامت به منظور تحمل بارهای ضربه ای از اهمیت بالایی برخودار است. پارچه های دو جداره حلقوی پودی به دلیل وجود نخهای اتصال ساختار مناسبی برای تقویت در راستای ضخامت کامپوزیت ها به شمار می روند. در این تحقیق، ابتدا اصول کلی حاکم بر رفتار ضربه سرعت پایین کامپوزیت ها مورد مطالعه قرار گرفت؛ سپس، با به کارگیری پارامترهای ساختاری منسوج مانند هندسه، ساختمان بافت و خواص نخ، معادلات حاکم بر رفتار ضربه ای لایه ها استخراج و در قالب مدلی مکانیکی ارائه گردید. در ادامه پارچه های دوجداره حلقوی پودی با آرایش متفاوتی از نخ های اتصال که بر اساس مدل ارائه شده مهمترین پارامتر موثر در ضربه پذیری است، بافته شد و به عنوان تقویت کننده های کامپوزیت مورد استفاده قرار گرفت. در انتها نمونه ها تحت آزمون ضربه با سرعت پایین قرار گرفتند. انطباق نتایج تئوری و تجربی نشان داد که مدل ارائه شده به خوبی قادر به پیش بینی رفتار ضربه ای کامپوزیت های تقویت شده با پارچه های دوجداره حلقوی پودی است.

مزایایی از قبیل هزینه پایین، فراوانی منابع طبیعی تجدید پذیر و سفتی بالا باعث شده مواد مرکب چوب-پلاستیک مورد توجه قرار گیرند. در این تحقیق، از مخلوط پلی اتیلن چگالی بالا (HDPE)، پلی پروپیلن (PP)، و پلی اتیلن ترفتالات بازیافتی (rPET)، همراه با سازگارکننده های مالئیک پلی اتیلن (MAPE) و مالئیک پلی پروپیلن (MAPP) به عنوان زمینه برای تهیه ماده مرکب چوب پلاستیک استفاده شد. فرآیند تهیه چوب پلاستیک در دو مرحله توسط اکسترودر دومارپیچه همسوگرد انجام شد. در مرحله اول مخلوط زمینه (PP/HDPE/rPET) تهیه شده و در مرحله دوم به منظور تهیه گرانول چوب پلاست، پودر چوب به زمینه اضافه شد. گرانول های چوب پلاستیک که در مرحله دوم اکسترودر تهیه شدند توسط دستگاه تزریق به نمونه های آزمایش تبدیل شدند. اثر میزان rPET (15, 25, 35 phr)، پودر چوب (30, 40 %wt. ) و سازگارکننده (4, 8 phr) روی خواص مکانیکی، چگالی و میزان جذب آب ماده مرکب چوب پلاستیک بررسی شد. نتایج نشان داد که با افزایش میزان rPET و پودر چوب، مدول الاستیک کششی، چگالی و میزان جذب آب افزیش یافته، و استحکام ضربه، کرنش در نقطه شکست کاهش یافته است. با افزایش rPET، استحکام کششی و خمشی افزایش یافته و با افزایش میزان پودر چوب تغییر قابل توجهی مشاهده نشد. با افزایش میزان سازگارکننده ها، خواص مکانیکی (انعطاف پذیری، انرژی ضربه، مدول الاستیک و استحکام کششی و خمشی) و مقاومت در برابر جذب آب بهبود یافت. تصاویر میکروسکوپ الکترونی نشان داد که پلی اتیلن ترفتالات بازیافتی پس از اکستروژن دوم بصورت میکرو الیاف در ماده مرکب چوب پلاستیک درآمده است.

فوم های پلیمری نانوکامپوزیتی به دلیل خواص ویژه ای که دارند امروزه به صورت گسترده ای مورد توجه مجامع علمی و صنعتی قرار گرفته اند. فوم های با ساختار سلول باز قابلیت بالایی در جذب صدا، آب، ضربه و رطوبت دارند. از ضخامت دیواره سلولی می توان به عنوان پارامتری برای بررسی راهکارهای دست یابی به ساختار سلول باز استفاده کرد. در تحقیق حاضر به بررسی خواص ساختاری و مکانیکی فوم های نانوکامپوزیتی پلی پروپیلن/نانواکسید آهن در فرآیند فوم توده ای به وسیله ی گاز کربن دی اکسید پرداخته شده است. پارامترهای درصد وزنی نانواکسید آهن، دما و زمان فوم کردن به عنوان پارامترهای متغیر و ضخامت دیواره سلولی و استحکام به ضربه ویژه به عنوان پارامترهای خروجی در نظر گرفته شدند. طراحی آزمایش ها مطابق آرایه متعامد L9 تاگوچی صورت پذیرفت و از تحلیل های سیگنال به نویز و آنالیز واریانس بهره گرفته شد. تصاویر مربوط به میکروسکوپ الکترونی روبشی نشان داد که ساختار میکروسلولی مناسبی با چگالی سلولی از مرتبه 109 و 1010 سلول در سانتی متر مکعب حاصل شد. نتایج نشان داد که دما موثرترین پارامتر بر روی خواص فوم های نانوکامپوزیتی بود بصورتیکه با کاهش دما، ضخامت دیواره سلولی کاهش و استحکام به ضربه ویژه افزایش می یابد. همچنین نتایج مشخص ساخت که افزودن 4 درصد وزنی نانواکسید آهن باعث افزایش استحکام به ضربه ویژه به میزان 20% خواهد شد.

استفاده از کامپوزیت های کربن/اپوکسی در اکثر سازه ها به دلیل نسبت استحکام به وزن قابل توجه، روشی متداول است. در این رابطه بررسی و دسته بندی انواع خرابی ها در سازه های کامپوزیتی برای جلوگیری از هرگونه اتفاقات احتمالی و افزایش قابلیت اطمینان آن ها، امری ضروری است. در یک دسته بندی کلی، خرابی های سازه های کامپوزیتی را می توان به چهار نوع تقسیم نمود: ترک ماتریسی، شکست الیاف، جدایش الیاف از ماتریس و جدایش لایه ای. یکی از روش های جدید تشخیص عیوب در کامپوزیت ها، استفاده از روش انتشار صوت است. بر این اساس، هدف از این مقاله بررسی و دسته بندی انواع مختلف ساز و کار های خرابی در نمونه های کامپوزیتی چندلایه سوراخدار، تحت بار کششی با استفاده از روش انتشار صوت است. نخست یک قطعة کامپوزیتی سوراخدار بر اساس استاندارد ASME تحت بارگذاری کششی قرار گرفت. موج های الاستیک انتشاریافته حاصل از شکست قطعه توسط دو حسگر انتشار صوت از نوع نوار پهن ثبت شدند. برای تشخیص مقدار درصد خرابی از دو روش تبدیل موجک بسته ای و خوشه بندی فازی استفاده شد. نتایج این دو روش با تحلیل تصاویر حاصل از میکروسکوپ الکترونی روبشی مقایسه گردیدند. نتایج نشان داد که حدود 50% خرابی ها مربوط به جدایش الیاف از ماتریس بوده، حدود 30% از ترک ماتریسی ناشی شده و حدود 20% در ارتباط با شکست الیاف می باشد. همچنین بیشترین اختلاف در این دو روش در تشخیص خرابی ها 7% می باشد. نتایج بدست آمده از این پژوهش نشان دهنده بازدهی مطلوب روش انتشار صوت در تعیین نوع خرابی ها و مقدار درصد هریک از آن ها در کامپوزیت های چندلایه است.