کامپوزیت های چندلایه ای الیاف- فلز که از اتصال ورق های نازک فلزی و کامپوزیت های تقویت شده با الیاف تشکیل شده اند، به دلیل دارابودن وزن کمتر و خواص مکانیکی بهتر در مقایسه با سایر کامپوزیت ها و آلیاژهای آلومینیوم در صنایع مختلف کاربرد فراوانی پیدا کرده اند. در صورت ایجاد عیوبی همچون ترک در این مواد، ساختار آن ها آسیب دیده و لذا باید آن را جایگزین نمود. جهت بهبود عیوب و ترک ها بدون جایگزین کردن کامپوزیت چندلایه ای از سیستم های خودترمیمی استفاده می شود. در این پژوهش یک سری میکرولوله های شیشه ای کوتاه پرشده با نوعی ماده ترمیم کننده شامل رزین اپوکسی و هاردنر مربوط به آن به عنوان سیستم خودترمیمی استفاده شده است. هنگامی که در حین بارگذاری عیب یا ترک در کامپوزیت ایجاد شود، این عیوب با میکرولوله های شیشه ای کوتاه برخورد کرده، در نتیجه میکرولوله ها شکسته و عامل ترمیمی در محل آسیب جریان پیدا می کند که با گذشت زمان موجب ترمیم آسیب و در نتیجه بهبود خواص کامپوزیت می شود. هدف از این پژوهش بررسی کسر حجمی مناسب و زمان مطلوب جهت مشاهده پدیده ترمیم شوندگی است. بدین منظور میکرولوله های شیشه ای حاوی مواد ترمیم کننده با کسرهای حجمی 4، 8 و 12 پر و خردشده و در کامپوزیت زمینه اپوکسی تقویت شده با الیاف شیشه پراکنده شدند. خواص کششی نمونه ها با گذشت زمان های مختلف پس از ایجاد آسیب مورد بررسی قرار گرفت. بیشترین میزان بازیابی راندمان ترمیم به میزان 58.3 درصد برای نمونه حاوی 8 درصد حجمی ماده ترمیمی مشاهده شد.

دیوان خاقانی مشحون از تصاویر، تعابیر و مفردات غریبی است که باعث دیریابی اشعار وی شده­ است. یکی از بسترهایی که خاقانی در آن مفردات دیریاب استعمال نموده­ ، فرهنگ عامه ی جغرافیا و اقلیم زیستی خود بوده ­ است. «شیشه ی بازیچ» از نمونه واژه­ هایی است که مربوط به منطقه ی اران و جغرافیای زیستی خاقانی بوده­ که در برخی نسخ کاتبان و به تبع آن مصححان برای مأنوس­ سازی، این وجه غریب را به «شیشه ی نارنج» و «شیشه ی بازیچه» تحریف کرده­ اند؛ یعنی ازیک طرف به خاطر تسامح در نقطه­ گذاری، آن را به «شیشه ی نارنج» و ازطرف دیگر با افزودن هاء غیرملفوظ، به «شیشه ی بازیچه» بدل کرده­ اند که البته گویا مورد دوم شکل دیگری از تلفظ همان بازیچ است. وجه غریب «شیشه ی بازیچ» یا «بازیچ» در برخی نسخ محفوظ مانده ­ است. با دقت در موارد استعمال، نشانه­ هایی ایضاحی از این پدیده نمایان­ گر می­ شود. این پدیده که به خاطر غرابت استعمال از فرهنگ­ ها نیز فوت گردیده­ ، آن گونه که از ابیات مستعمل در آن برمی­ آید، حقه­ ای شیشه­ ای مربوط به مشعبدان و معرکه­ گیران ­ است که گاه آن را از گلاب و آب پر می­ کرده و بر سر می­ گذاشته و با آن حرکات نمایشی و محیرالعقول انجام می­ داده­ و گاه نیز با شعبده از آن اشکالی و اشیای را بیرون می­ آورده­ اند. به خاطر جنس شیشه­ ای این پدیده، گاه به آسمان تشبیه شده که شیشه­ سان بودن آن در اساطیر هم مذکور است و گاه دل و گاه شیشه ی کافور به آن مانند شده ­ است.

در این مقاله، با استفاده از روش تحلیل هموتوپی، یک حل تحلیلی برای ارتعاشات آزاد غیرخطی میکرولوله های متخلخل مدرج تابعی حامل جریان سیال ارائه شده است. معادلات حرکت بر اساس تئوری تیر اویلر-برنولی، تئوری تنش کوپل اصلاح شده و با در نظر گرفتن غیرخطی هندسی نوشته شده اند. فرض می شود که میکرولوله متخلخل بوده و توزیع تخلخل در آن به سه صورت توزیع یکنواخت، توزیع غیریکنواخت متقارن، و توزیع غیریکنواخت نامتقارن باشد. برای بدست آوردن معادلات حاکم بر حرکت، از اصل همیلتون بهره گرفته شده است. همچنین از روش گالرکین برای تبدیل معادلات پاره ای به معادلات دیفرانسیل معمولی استفاده شده است. درنهایت، با درنظر گرفتن شرایط مرزی تکیه گاه ساده ثابت و استفاده از روش تحلیل هموتوپی، به حل تحلیلی معادلات حاکمه پرداخته شده است. پاسخ بدست آمده از این روش با روش عددی رانگه-کوتا راستی آزمایی شده است که نشان می دهد روش تحلیل هموتوپی با در نظر گرفتن دو جمله از سری تیلور، دقت مناسبی دارد. نتایج نشان دادند که از بین طرح های توزیع تخلخل پیشنهادی در میکرولوله، طرح توزیع غیریکنواخت نامتقارن مناسب ترین است، زیرا میکرولوله در سرعت سیال بالاتری ناپایدار می شود.

امروزه، چندلایه های الیاف-فلز کاربردهای زیادی در صنایع هوایی، دریایی و خودرو به دست آورده اند. این ساختارها شامل ورق های نازک فلزی اتصال یافته به کامپوزیت پیش آغشته می باشند. شناسایی و تعمیر ترک های داخلی ایجاد شده در چندلایه های الیاف-فلز، با روش های مرسوم مشکل است. برای غلبه بر این مشکل، در این پژوهش یک سیستم پلیمری خودترمیم شونده بر اساس میکرولوله های شیشه ای توخالی خردشده معرفی شده است که به بررسی استحکام خمشی چندلایه های الیاف-فلز با آرایش آلومینیوم 2024/رزین اپوکسی-الیاف شیشه; نوع E/آلومینیوم 2024، پس از تخریب می پردازد. میکرولوله های شیشه ای پرشده با عوامل ترمیمی (رزین اپوکسی + هاردنر آمینی) به صورت جفت کنار یکدیگر قرار داده شدند و در ادامه در داخل ساختار قرار گرفتند. هدف از این مطالعه دستیابی به کسر حجمی مناسب و همچنین زمان مطلوب جهت رسیدن به حداکثر بازده ترمیم می باشد. میکرولوله های حاوی عوامل ترمیمی با درصد حجمی های متفاوت 5، 8 و 11 درصد در نمونه ها به کار گرفته شدند و در ادامه تاثیر آن بر راندمان ترمیم استحکام خمشی پس از گذشت زمان های مختلف 3 و 5 روز پس از آسیب اولیه مورد مطالعه قرار گرفت. نتایج نشان داد که بیشترین مقدار بازیابی استحکام خمشی به میزان 89 درصد برای نمونه حاوی 8 درصد حجمی عامل ترمیمی با گذشت مدت زمان 5 روز پس از ایجاد آسیب می باشد.

حضور میکروترک های عمقی در سازه های کامپوزیتی از جمله آسیب هایی به شمار می رود که در صورت مشاهده باید سازه را جایگزین نمود. پدیده خودترمیمی که از سیستم های بیولوژیکی همانند شبکه آوندی در گیاهان یا شبکه مویرگی در جانوران الهام گرفته شده است روشی مناسب برای رفع عیوب و ترمیم میکروترک ها است. در این پژوهش با بهره گیری از سیستم خودترمیمی، به ترمیم میکروترک ها و آسیب های ایجاد شده در یک سازه کامپوزیتی پرداخته شده است. بدین منظور از یک سری میکرولوله های شیشه ای برای ایجاد مکانیزم ترمیم شوندگی استفاده شد. این میکرولوله ها با نوعی ماده ترمیم کننده که شامل رزین به همراه هاردنر انیدریدی بود، پر شدند. زمانی که سازه تحت بارگذاری قرار گیرد و در اثر آن آسیب یا میکروترک در نمونه مشاهده شود، با برخورد این ترک ها به میکرولوله ها، لوله ها شکسته شده و ماده درون آن ها در محل آسیب جریان پیدا می کند که با گذشت زمان باعث حذف آسیب می شود. هدف از پژوهش حاضر بررسی کسر حجمی مناسب و زمان مطلوب برای مشاهده پدیده ترمیم شوندگی است. بدین منظور میکرولوله های شیشه ای حاوی مواد ترمیمی انیدریدی با کسرهای حجمی 2، 4 و 6 درصد در کامپوزیت های اپوکسی تقویت شده با الیاف کربن تعبیه شدند. خواص خمشی نمونه ها با گذشت زمان های مختلف پس از ایجاد آسیب مورد بررسی قرار گرفت. بیشترین مقدار بازیابی استحکام خمشی به میزان 84 درصد برای نمونه حاوی 4 درصد حجمی ماده ترمیمی با گذشت 8 روز پس از ایجاد آسیب مشاهده شد.

تشکیل میکروترک ها در کامپوزیت ها یکی از رایج ترین دلایل واماندگی آن ها می باشد. مهندسان از خودترمیمی که در سیستم های بیولوژیکی انجام می شود، الهام گرفته اند و از این موضوع برای ترمیم مواد مختلف از جمله کامپوزیت ها استفاده کرده اند. در این پژوهش با بهره گیری از روش های خودترمیمی، به ترمیم میکروترک ها و آسیب های ایجاد شده در یک کامپوزیت اپوکسی-الیاف شیشه پرداخته شده است. بدین منظور از یک سری میکرولوله های توخالی شیشه ای برای ایجاد مکانیزم ترمیم شوندگی استفاده شد. این میکرولوله ها با نوعی ماده ترمیمی که یک رزین دوجزئی می باشد، پر شدند. با ایجاد میکروترک ها یا خرابی های غیرقابل رویت و برخورد آن ها با دیواره میکرولوله ها، این لوله ها پاره شده و ماده ترمیمی درون آن ها در محل آسیب جریان پیدا می کند که با گذشت زمان باعث رفع آسیب می شود. هدف از پژوهش حاضر بررسی اثر سیکل های گرمایشی بر زمان ترمیم در این کامپوزیت هاست. بدین منظور سیکل های حرارتی متوالی (1، 3 و 5 سیکل) در محدوده دمایی 70-25 درجه سانتی گراد پس از ایجاد آسیب در نمونه، اعمال شدند. نتایج آزمون خمش بیانگر آن بود که بازده ترمیم 74 درصدی که با گذشت 7 روز بدست آمده، تقریبا با اعمال 5 سیکل گرمایشی در محدوده دمایی یاد شده با گذشت تنها 1 روز حاصل می شود.

در پژوهش حاضر، در یک چاه حرارتی از دو هندسه ی میکرولوله و میکروکانال به صورت همزمان استفاده شده است و هدف، بهبود عملکرد میکروچاه حرارتی در خنک کاری پردازنده های دیجیتال است. همچنین از نانوسیال نقره-(آب- اتیلن گیلیکول 50%) استفاده شده است. به منظور حل معادلات موجود از نرم افزار انسیس- فلوئنت استفاده شده است. برای حل معادله مومنتوم از روش UPWIND مرتبه دوم و جهت کوپل میدان سرعت و فشار، روش سیمپل با شبکه فشار جابجا شده به کار رفته است. نتایج بدست آمده بیان می کند که با افزایش رینولدز جریان به دلیل بالا بودن دبی، دمای جریان سیال در طول میکروچاه حرارتی تغییر کمتری دارد. همچنین با افزایش غلظت نانوذرات و بهبود عمکرد انتقال حرارت، دمای سطح پردازنده کاهش قابل توجهی می یابد. به طوریکه در رینولدز 700 و کسر حجمی 5/0% میانگین دمای خروجی از سیستم برابر1/316 درجه کلوین است و در کسر حجمی 1%، برابر 03/319 درجه کلوین است. همچنین افزودن میکرولوله موجب افزایش قابل توجهی در ضریب حرارتی کلی سیستم می شود به طور مثال ضریب انتقال حرارت برای جریان سیال پایه در رینولدز 300، برای سیستم دارای میکرولوله تقریبا 4/58% بیشتر از حالت بدون میکرو لوله است. و برای رینولدزهای 700 و 1500 این افزایش به ترتیب برابر 3/63% و 9/50% است. این امر بیانگر آن است که وجود میکرولوله باعث ارتقای عملکرد چاه حرارتی و بهبود دسترسی انتقال حرارت در قسمت های مختلف تجهیز به جریان سیال خنک کننده و کاهش مقاومت حرارتی نقاط دور دست پردازنده شده است و در نهایت، میزان گرمای بیشتری از سطح پردازنده جذب می شود.

در این مقاله تحلیل عددی جریان و انتقال حرارت وابسته به زمان میکرولوله محتوی نانوسیال در جریان آرام بررسی شده است. در این بررسی، انتقال حرارت جابه جایی نانوسیال و سیال پایه و تحلیل گذرا برای شار حرارتی متغیر با زمان، به ازای گام زمانی -410 ثانیه بررسی شده است. مشاهده شد که با افزایش کسر حجمی نانوذره، قدرت پمپاژ نانوسیال و دمای حداکثر دیواره میکرولوله به ترتیب افزایش و کاهش پیدا می کند. حداکثر دما سیال پایه (آب) 305.6 کلوین و برای نانوذره اکسید آلومینیوم AF با کسر حجمی سه درصد، دمای حداکثر 304.2 کلوین می باشد. علاوه براین نتایج نشان داد که استفاده از نانوسیال با وجود شار حرارتی پریودیک دارای مزیت انتقال حرارتی است. از سویی دیگر نتایج نشان می دهد که پارامترهای ذکر شده، تاثیر قابل توجهی در انتقال حرارت سیستم دارند. همچنین مشاهده گردید که با افزایش عدد رینولدز دمای حداکثر دیواره میکرولوله کاهش پیدا می کند. به عنوان مثال، برای عدد رینولدز 180، 360 و 720 دمای حداکثر به-ترتیب در 307.8 کلوین،304 کلوین و 302.8 کلوین رخ می دهد. علاوه براین افزایش کسر حجمی نانوذره موجب کاهش در تغییرات دما می شود. همچنین نتایج حاصل از مدل-سازی عددی با نتایج روابط تئوریک موجود که در تطابق خوبی با نتایج تجربی بوده اند، مقایسه شده است.