هدف از این تحقیق، تولید کامپوزیت زمینه آلیاژهای مس تقویت شده با ذرات الماس میکرونی و بررسی خواص مکانیکی این کامپوزیت است. از مهم ترین مسائل ساخت این نوع کامپوزیت ، بهینه سازی استحکام ذرات الماس در زمینه فلزی و خواص سایشی مد نظر این نوع کامپوزیت است. پودرهای کامپوزیتی با استفاده از آسیابکاری پرانرژی (سایشی) و به روش سینتر پرس داغ تولید شدند. به منظور بررسی استحکام خمشی، سختی و خواص سایشی، نمونه ها با اضافه کردن فلزات مختلف به زمینه، شرایط مختلف آسیابکاری و پارامترهای مختلف فشار داغ، ساخته شدند. هدف از این تحقیق، تولید کامپوزیت زمینه آلیاژهای مس تقویت شده با ذرات الماس میکرونی و بررسی خواص مکانیکی این کامپوزیت است. از مهم ترین مسائل ساخت این نوع کامپوزیت ، بهینه سازی استحکام ذرات الماس در زمینه فلزی و خواص سایشی مد نظر این نوع کامپوزیت است. پودرهای کامپوزیتی با استفاده از آسیابکاری پرانرژی (سایشی) و به روش سینتر پرس داغ تولید شدند. به منظور بررسی استحکام خمشی، سختی و خواص سایشی، نمونه ها با اضافه کردن فلزات مختلف به زمینه، شرایط مختلف آسیابکاری و پارامترهای مختلف فشار داغ، ساخته شدند.

در پژوهش حاضر تأثیر اندازه ذرات نیکل و چگالی نسبی نمونه های خام برفازهای تشکیل شده، زمان افروزش، میزان تخلخل و توزیع آن در نمونه های کامپوزیتی NiAl-TiB2-TiC تولید شده به روش سنتز احتراقی مورد بررسی قرار گرفته است. بدین منظور پودرهای واکنش-گر طبق استوکیومتری Ni+Al+x(3Ti+B4C) توزین و مخلوط شدند. نمونه های خام به شکل استوانه فشرده شدند و اشتعال آن ها با استفاده از گرمایش سریع درکوره القایی با نرخ حرارت دهی ثابت و تحت جریان گاز آرگون انجام گرفت. میزان تخلخل های باز، بسته و کل با در نظر داشتن چگالی های تئوری NiAl، TiB2 و TiC و با کمک روش ارشمیدس، و نحوه ی توزیع آن ها به کمک نرم افزار آنالیز تصاویر مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد که با کاهش اندازه متوسط ذرات نیکل از 87 میکرون به 3 میکرون، به جهت افزایش سطوح تماس، زمان افروزش نمونه ها کاهش یافته و واکنش در نمونه ها با شدت بیشتری رخ می دهد. ضمناْ استفاده از پودر نیکل ریزدانه کاهشی در حدود 10% در تخلخل کل ایجاد نمود. نمودار تغییرات زمان افروزش با چگالی نسبی دارای نقطه ی کمینه در چگالی نسبی 85% بود، افزایش چگالی نسبی خام، میزان تخلخل های باز ثانویه را کاهش داد، به طوری که میزان تخلخل های نمونه هایی با چگالی نسبی 65% و 95% بعد از سنتز به ترتیب 58. 8 % و 26. 9% بود.

در دنیای پیشرفته امروز، به ویژه در حوزه های مهندسی مکانیک و صنایع هوافضا، کامپوزیت ها به دلیل ویژگی منحصربه فرد استحکام بالا در کنار وزن کم، جایگاه برجسته ای یافته اند. با این حال، رفتار پیچیده این مواد، تحلیل دقیق و ابزارهای پیشرفته ای را برای مدل سازی و پیش بینی آسیب های ساختاری آن ها می طلبد. پژوهش حاضر با بهره گیری از ترکیب مدل های چندمقیاسی مزو-ماکرو و مفاهیم مکانیک آسیب پیوسته، رویکردی نوین برای تحلیل و ارزیابی خرابی در ساختارهای کامپوزیتی ارائه می کند. این مطالعه از چارچوب مدل های چندمقیاسی شبه همزمان بهره می گیرد که با استفاده از روش های پیشرفته شبیه سازی المان محدود و ابزارهای پردازش تصویر، امکان تحلیل جامع ترک خوردگی زمینه و شکست الیاف را فراهم می سازد. افزون بر این، زیربرنامه ای مبتنی بر مفاهیم مکانیک خرابی پیوسته در نرم افزار المان محدود میتوان توسعه داد که قادر باشد تکامل آسیب ها، از جمله پیشرفت ترک ها، شکست الیاف و پیش بینی بار نهایی شکست سازه های کامپوزیت را به صورت پیش رونده تحلیل کند. از سوی دیگر، به کارگیری روش های هوش مصنوعی، به ویژه در پردازش تصویر، سبب کاهش زمان و هزینه های محاسباتی شده و دقت تحلیل های مکانیکی را به طرز چشمگیری افزایش داده است. این رویکردهای چندمقیاسی هوشمند نقشی کلیدی در بهینه سازی طراحی و پیش بینی دقیق مکانیزم های خرابی ایفا می کنند. این روش ها، به ویژه در کاربردهای پیچیده و حساس هوافضایی، ابزارهای مؤثری برای ارتقای عملکرد و قابلیت اطمینان ساختارهای کامپوزیت ها به شمار می روند.

در این مقاله، روشی جدید برای پرس داغ صفحات نازک معرفی می شود. روش قدیمی پرس داغ با وجود دستیابی به چگالی نزدیک به چگالی نظری، قیمت بسیار بالایی دارد. دستگاه معرفی شده در این مقاله، با حفظ مزیت دستیابی به چگالی نظری، قیمت ساخت و کارکرد پایینی دارد و برای انجام پرس تنها به یک کوره الکتریکی معمولی نیاز دارد. با وجود تمام این مزایا، محدودیت این دستگاه آن است که تنها قابل استفاده برای ساخت صفحات نازک سرامیکی است. در این مقاله در ابتدا توضیح خلاصه ای در مورد کامپوزیت های زمینه سرامیکی داده می شود و تاثیر ترکیبات و روش ساخت بر خواص آن به بحث گذاشته می شود. سپس روش های شکل دهی پودر معرفی شده و مزایا و معایب هر کدام به بررسی می شود. در ادامه پرس داغ انبساطی معرفی شده و مراحل ساخت و روش کار آن توضیح داده می شود. در پایان یک کامپوزیت زمینه سرامیکی استفاده شده و نتایج آن بررسی می شود.

یکی از روش های نوین در تولید کامپوزیت زمینه آلومینیومی روش جوشکاری انفجاری می باشد. جوشکاری انفجاری یک فرآیند حالت جامد است که در آن از انرژی انفجار برای اتصال دو یا چند ماده با هم تحت فشار بالا استفاده می شود. در این تحقیق, صفحات آلومینیوم 1050 به روش جوشکاری انفجاری با الیاف فولادی تقویت شده اند. الیاف فولادی در چیدمان بین دو صفحه آلومینیومی قرار گرفته و با انجام فرآیند جوشکاری انفجاری اتصال صفحات و الیاف تقویت کننده ایجاد گردید. عوامل مختلفی بر روی اتصال قابل قبول تاثیر دارد. در این مقاله با استفاده از رسم پنجره جوشکاری پارامترهای مناسب فرآیند تعیین شده و چیدمان فرآیند جوشکاری انفجاری طراحی گردید. قطعات تولید شده با استفاده از این فرآیند مورد بررسی توسط میکروسکوپ نوری قرار گرفتند نتایج نشان داد با استفاده از این فرآیند می توان آلیاژهای مختلف آلومینیوم با تقویت کننده فولادی تهیه نمود.

1نمونه های مختلفی از ترکیبات کامپوزیتی HfC-TaC با درصدهای حجمی مختلف از کاربید تانتالیم (0، 10، 20، 25 و 30 درصد حجمی) به روش تف جوشی بدون فشار تهیه و در دماهای C° 2200، C°  2300 و  C° 2400 تف­ جوشی شدند. خواص فیزیکی و مکانیکی نمونه ها از قبیل چگالی، سختی، مدول الاستیک، و ساختار میکروسکوپی بررسی شد. در این تحقیق مشخص گردید که با افزودن کاربید تانتالیم به زمینه کاربید هافنیم و همچنین افزایش دمای تف جوشی، چگالی نمونه ها افزایش خواهد یافت. به گونه ای که چگالی نسبی نمونه ها از % 52/8 برای ترکیب فاقد کاربید تانتالیم در دمای °C 2200 به %64/55 برای نمونه حاوی 30 درصد حجمی از TaC ارتقاء می یابد. این مقدار برای نمونه های حاوی 0 و 30 درصد حجمی در دمای تف جوشی C° 2400 به ترتیب به %90/5 و %97/96 تغییر یافته است. همچنین در حالت کلی، سختی نمونه ها با افزایش دمای تف جوشی و مقدار حضور کاربید تانتالیم به واسطه تشکیل محلول جامد و چگالش مناسب زیاد شد. بالاترین مقدار سختی برای ترکیب کاربید هافنیم- 25 درصد حجمی کاربید تانتالیم تف جوشی شده در دمای C° 2400 به میزان GPa 26 حاصل شد. بررسی های ریزساختاری نیز کاهش تخلخل و افزایش چگالی نمونه ها را با زیاد شدن درصد حجمی کاربید تانتالیم در ترکیب و افزایش دمای تف جوشی تأیید نمود.

هدف این مقاله بررسی آسیب پیشرونده در یک لایه کامپوزیتی زمینه فلزی با استفاده از کوپل روش میکرومکانیکی و دیدگاه مکانیک آسیب پیوسته می باشد. روش میکرومکانیکی، روش بر پایه المان حجمی نماینده معروف به روش سلول واحد ساده شده می باشد که قابلیت بررسی پیشرونده بودن آسیب و رفتار پلاستیک در المان حجمی نماینده را دارد. آسیب مورد بررسی به صورت ایزوتروپ و غیرایزوتروپ بر اساس دیدگاه مکانیک آسیب پیوسته می باشد. کامپوزیت مورد بررسی کامپوزیت کربن/آلومینیم می باشد. رفتار زمینه به صورت ایزوتروپ و الاستوپلاستیک و رفتار الیاف به صورت ایزوتروپ عرضی و الاستیک و آرایش الیاف درون زمینه به صورت منظم می باشد. مدل رفتار الاستوپلاستیک زمینه به صورت رفتار دوخطی و روش حل، روش تقریب متوالی می باشد. با توجه به مطالعات پیشین در دسترس، کامپوزیت سیلیکون کارباید/تیتانیوم جهت اعتبارسنجی و مقایسه با داده های تجربی مورد توجه قرار می گیرد. اثر درصد حجمی الیاف در روند پیشروی آسیب مورد مطالعه قرار می گیرد. نتایج نشان می دهند که با افزایش بارگذاری طولی و عرضی، متغیر آسیب در جهات الیاف وعمود بر الیاف رشد کرده و مدول یانگ طولی و عرضی موثر کامپوزیت کاهش می یابد. همچنین نتایج تایید می کنند که در بارگذاری طولی و درنظرگیری آسیب غیرایزوتروپ، پیشروی آسیب در جهت الیاف بیشتر از رشد آن در جهت عمود برالیاف می باشد، در حالیکه تحت بارگذاری عرضی رشد آسیب در جهات عمود بر الیاف سریع تر است.