استقلال
سال:1386 | دوره:26 | شماره:2 |تعداد مقالات:6

مواد پیزوالکتریک تحت تغییر شکل از خود میدان الکتریکی تولید می کنند و تحت میدان الکتریکی نیز تغییر شکل می دهند. به خاطر طبیعت دوگانه مواد پیزوالکتریک، این گونه مواد کاربردهای وسیعی در تجهیزات الکتریکی و الکتریکی- مکانیکی مانند عملگرها، حسگرها و سازه ها دارند. در این مقاله یک سیلندر نو خالی از جنس پیزوالکتریک غیرایزوتروپیک که در جهت شعاعی پلاریزه شده است مانند PZT_4 (تیتانات زیرکونیم سرب) یا BaTiO3 (تیتانات باریم) تحت بارگذاری های فشار داخلی، فشار خارجی، اختلاف پتانسیل ثابت بین سطوح داخلی و خارجی سیلندر و یا ترکیبی از آنها در نظر گرفته می شود. الکترودهای وصل شده به سطوح داخلی و خارجی سیلندر ایجاد اختلاف پتانسیل الکتریکی در ضخامت آن می کنند. معادلات تعادل حاکم در دستگاه مختصات قطبی تشکیل یک سیستم کوپله شده از معادلات دیفرانسیل معمولی مرتبه دوم بر حسب جابه جایی شعاعی و میدان پتانسیل الکتریکی را می دهند. این معادلات دیفرانسیل به صورت تحلیلی و برای هفت شرایط مرزی حل شده اند. نمودار توزیع تنشها و پتانسیل الکتریکی در سرتاسر سطح مقطع سیلندر برای دو ماده پیزوسرامیک PZT_4 و BaTiO3 و هفت حالت بارگذاری رسم و بحث شده است.

یکی از روشهای متداول به منظور مقابله با خطراتی همچون رانش، لغزش و یا ریزش زمینهای شیبدار استفاده از دیوارهای حایل یا سازه های نگهدار است. معمولا دیوارهای حایل به صورت قائم بنا می شوند. برای ساخت دیوارهای قائم خاکبرداری ناحیه مستعد لغزش و خاکریزی نسبتا زیادی پس از ساخت ضروری است. علاوه بر آن ساخت و قالب بندی و اجرای این دیوارها مشکلات اجرایی خاص به همراه دارد و بسیاری از موارد کاربریها صرفا در جلوی دیوار مطرح بوده که در این خصوص می توان دیوارهای حایل شیبدار یا مایل را به عنوان طرح جایگزین به کار گرفت که شیب دیواره یا ساقه این دیوارها موازی شیب طبیعی شیروانی بوده و متکی بر شیب ساخته می شود. با این کار بدون نیاز به عملیات خاکی وسیع می توان پشت دیوار را بر روی زمین طبیعی مستقر کرد. این طرح سبب می شود علاوه بر اینکه از مشکلات اجرایی ساخت دیوار حایل کاسته شود، در میزان زمان و نیز هزینه انجام پروژه صرفه جویی قابل ملاحظه ای به عمل می آید. کما اینکه به جای ساخت یکسره می توان به شکل پلکانی نیز دیوار را احداث کرد. در این مقاله ابتدا مزایای جایگزینی دیوارهای حایل شیبدار بر اساس نظریه رانش خاکها در مقابله با بارگذاری معمول و حاصل از زلزله بررسی شده و سپس ملاحظات فنی سازه ای و ژئوتکنیکی استفاده از این جایگزین و میزان تغییرات ضرایب اطمینان در مقابله با ناپایداریها در مقایسه با طرح دیوار حایل قائم ارزیابی شده است. بررسیها نشان می دهند جایگزین کردن دیوارهای شیبدار به جای دیوارهای قائم نه تنها از جنبه های فنی، اجرایی، اقتصادی و سهولت در ساخت نسبت به شیوه های سنتی و متداول برتر بوده، بلکه ایمنی بیشتری را در مقابله با عوامل ناپایداری در شرایط بازگذاری استاتیکی و حتی لرزه ای به همراه دارد.

در این تحقیق تاثیر کاربرد دوده سیلیسی و لاتکس پلیمری (SBR) روی خواص و عملکرد بتنهای تعمیر پایه سیمانی مورد ارزیابی قرار گرفته است. خواص فیزیکی و مکانیکی شامل مقاومت فشاری و کششی، مدول الاستیسیته، جمع شدگی و ضریب انبساط گرمایی بتنهای اساس و تعمیر اندازه گیری شد و میزان سازگاری مقادیر اندازه گیری شده در بتنهای تعمیر با مقادیر نظیر در بتن اساس مورد ارزیابی قرار گرفت. همچنین، کیفیت اتصال بتن تعمیر با بتن اساس طی سه آزمایش تعیین مقاومتهای کششی نمونه سیلندری مرکب، برشی مایل و کشش مستقیم اندازه گیری شد. پتانسیل ترک خوردگی ناشی از جمع شدگی بتن تعمیر روی بتن اساس از طریق اندازه گیری عرض ترک در ناحیه اتصال انجام گرفت. دوام بتنهای تعمیر توسط اندازه گیری خواص جذب آب و همچنین شدت خوردگی میلگرد فولادی احاطه شده توسط مواد تعمیری مورد بررسی قرار گرفت. نتایج به دست آمده نشانگر این است که کاربرد دوده سیلیسی در بتنهای تعمیر پایه سیمانی سبب بهبود خواص مقاومتی، افزایش مدول الاستیسیته و بهبود قابل توجه در خواص دوام شده است. کاربرد دوده سیلیسی باعث افزایش جزیی در جمع شدگی ناشی از خشک شدن بتن تعمیری شد، لیکن بهبود در مقاومت کششی و همچنین مقاومت اتصال به بتن اساس باعث کاهش پتانسیل ترک خوردگی در مقایسه با بتن تعمیری بدون دوده سیلیسی شده است. اصلاح بتن تعمیر پایه سیمانی از طریق افزودن لاتکس SBR به میزان 10 درصد وزن سیمان باعث کاهش مدول الاستیسیته، کاهش بسیار قابل توجه جمع شدگی و به تبع آن کاهش پتانسیل ترک خوردگی حتی در مقایسه با بتن تعمیری حاوی دوده سیلیسی شده است. همچنین کاربرد لاتکس باعث بهبود خواص دوام بتن تعمیری به میزان بیش از آنچه برای دوده سیلیسی قابل مشاهده است شده است.

در این مطالعه اثر استفاده از خرده های لاستیک با رفتاری الاستیک و انعطاف پذیر به عنوان سنگدانه در بتن، برای تقلیل مشکلات زیست محیطی لاستیکهای فرسوده و مستعمل خودروها و همچنین اصلاح برخی خواص نامطلوب بتن نظیر تردی و دادن خاصیت انعطاف ناپذیری به بتن مورد توجه قرار گرفته است. بدین منظور نمونه های بتنی استوانه ای که خرده های لاستیک از سه دسته ریز، درشت و ترکیبی جایگزین 37.5, 25, 12.5 و 50 درصد از حجم سنگدانه های طرح اختلاط کنترلی شده بودند، ساخته و عمل آوری شد. نمونه های بتنی تحت کنترل نرخ کرنش تا تغییر شکلهای بزرگ تحت بار فشاری قرار گرفتند. نتایج نشان داد که بتن لاستیکی در مقایسه با بتن معمولی مقاومت کمتر و انعطاف پذیری بسیار بیشتری داشته و شکست در آنها برخلاف شکست انفجاری بتن معمولی، آرام و یکنواخت بوده و هیچ گونه جداشدگی در قسمتهای بتن صورت نگرفت. عرض ترکها و سرعت انتشار ترک نیز در نمونه های بتن لاستیکی کمتر از مقدار آن در بتن معمولی بوده است.

در این تحقیق ترکیب بین فلزی NiTi نانوساختار از طریق آلیاژسازی مکانیکی پودرهای نیکل و تیتانیوم تولید شد. همچنین مکانیزم تشکیل NiTi حین آسیاب کاری مشخص و انتالپی تشکیل آن محاسبه شد. نتایج بررسیها نشان داد که تشکیل NiTi نانوساختار در فرایند آلیاژسازی مکانیکی با تشکیل ساختار لایه ای و نفوذ اتمهای تیتانیوم در نیکل آغاز می شود. با گذشت زمان محلول جامد فوق اشباع نیکل (تیتانیوم) به دست می آید که با ادامه فرایند به NiTi غیراستوکیومتری تبدیل می شود. در نهایت پس از 60 ساعت آسیاب کاری، ترکیب B2-NiTi با اندازه دانه 25 نانومتر و کرنش 1.2% به دست می آید. محاسبات ترمودینامیکی نشان داد که انتالپی تشکیل NiTi در دمای محیط برابر 63 کیلوژول بر مول است که این مقدار بیشتر ناشی از انتالپی شیمیایی در مقایسه با انتالپی ساختاری و الاستیکی است.