در این پایان نامه روش قالبگیری چرخشی که قابل رقابت با روشهای قالبگیری بادی و تزریق میباشد مورد بررسی قرار گرفت ، همچنین روش چرخشی ، تئوری طراحی و ساخت قالب چرخشی ، بررسی دما ها و سرعت ها در این روش مطرح گردیده است. دو نافی فلزی در دو انتهای عدسی شکل مخزن امکان ورود و خروج گاز را فراهم می کند، نوآوری این پایان نامه در بررسی ، طراحی ، انتخاب ماده و طرح مناسب و بررسی روش های اتصال نافی به آستری و نیز انتخاب بهترین روش مورد بحث قرار گرفته است. برای طراحی قطعه و قالب آستری از نرم افزار catia v5 و برای تحلیل گرمایی آنها از نرم افزار ansys11 باستفاده شده و از بین طرح های مختلف قالب بهترین گزینه جهت ساخت انتخاب گردید. در پایان با آزمایش قالب در دما ها و سرعت ها و اندازه پودر مناسب قطعه آستری تولید و نتایج حاصل از آزمایش های تجربی و تئوری های موجود مقایسه شد. با توجه به نتایج حاصله از ساخت آستری، روش قالبگیری چرخشی و طراحی قالب و پارامتر های فرآیند مورد پذیرش و تدوین فنی قرار گرفت.

رینگ سلولزی از مهمترین قطعات عایقی ویژه ترانسفورماتورهای قدرت است. ماده اولیه از جنس سلولز می باشد که یک پلیمر طبیعی است. این قطعه به روش شکل دهی ورقی ساخته می شود. در این روش، ناودانی ساخته شده از ورق سلولزی مرطوب، در داخل قالب قرار گرفته و با حرکت سنبه به سمت ماتریس، قطعه شکل داده می شود و برای مدت زمان مشخصی، قطعه در داخل قالب می ماند. پس از این مرحله، قالب باز شده و قطعه از آن خارج می شود. پس از خارج نمودن قطعه از قالب، بازگشت فنری اتفاق می افتد و شعاع قطعه بزرگتر می شود. چون رفتار ماده به صورت ویسکوالاستیک است، بازگشت فنری زیاد بوده و تا زمان 10 ساعت پس از باز کردن قالب ادامه پیدا می کند. بنابراین با کنترل مقدار بازگشت فنری، می توان قطعات با قطرهای مختلف را با یک قالب تولید ک.....

استفاده روز افزون از مواد پلاستیکی در صنعت و به خصوص به عنوان جایگزین فلزات تحقیقات گسترده در مورد خواص فیزیکی و مکانیکی این مواد را طلب می کند. در چند دهه اخیر تلاش برای نزدیک ساختن خواص مواد پلیمری به فلزات، از یک سو باعث پیدایش پلاستیک های صنعتی و از سوی دیگر مواد کامپوزیتی شده است. در سالهای اخیر نانو فیلرها با تاثیر شگرف بر خواص فیزیکی مکانیکی پلیمرها توجه محققین بسیاری را در سراسر جهان برای تولید نسل جدیدی از کامپوزیت ها به خود جلب کرده اند. رفتار ویسکوالاستیک در مواد پلیمری یکی از تفاوت های عمده خواص این مواد با فلزات است، لذا این تحقیق سعی در بررسی اثر افزودنی نانو فیلر خاک رس بر رفتار ویسکوالاستیک پلی آمید6 دارد. در ابتدا آمیزه پلی آمید6/خاک رس با درصد وزنی بالا افزودنی (مستربچ) به روش اختلاط مذاب، توسط دستگاه مخلوط کن داخلی تولید شد. در مرحله دوم مخلوط حاصل از مرحله اول با استفاده از درصدهای وزنی مختلف پلی آمید6 خالص توسط دستگاه اکسترودر دو ماردونه رقیق شده سپس مخلوط حاصل به جهت بررسی تشکیل ساختار نانو کامپوزیت تحت آزمون هایtem ,sem ,xrd قرار گرفت. آزمون های مکانیکی (کشش و رهایش) و آزمون dmta جهت بررسی تاثیر مقدار افزودنی نانورس و میزان ورقه ورقه شدگی آن بر رفتار ویسکوالاستیک ماتریس پلیمری انجام پذیرفت. انجام آنالیز حساسیت بر روی نتایج آزمون کشش نسبت به سرعت کششی مشخص کرد، علی رغم افزایش هم گام مدول الاستیسیته و تنش تسلیم با افزایش درصد وزنی نانورس، حساسیت ماده نسبت به نرخ کرنش در حالت ورقه ورقه شده کامل به نحو بارزی با افزایش درصد وزنی نانورس کاهش می یابد، در حالی که این تاثیر در صورت باز نشدن کامل صفحات نانورس از هم به اندازه نمونه های ورقه ورقه شده نمی باشد و نیز به نظر می رسد این میزان به ازای درصدهای بالاتر افزودنی نانو به یک میزان حدی میل کند. این رفتار می تواند به علت تاثیر اصلاح کننده سطحی لایه های رس به عنوان یک نرم کننده باشد. تحلیل نتایج آزمون رهایش و آزمون دینامیکی – مکانیکی - حرارتی با استفاده از معادله ویچرت نشان داد که حضور نانورس در ماتریس پلیمری بر هر دو رفتار ویسکوز و الاستیک پلیمر پایه تاثیر گذار است. تاثیر ورقه ورقه شدن کامل نانورس بر رفتار الاستیک به مراتب بیشتر از تاثیر آن بر رفتار ویسکوز می باشد. در حالت ورقه ورقه شده با افزایش درصد وزنی افزودنی نانورس ثوابت زمانی معادله ویچرت به سمت زمان های کوچکتر سوق پیدا کرده و ثابت الاستیک مدل فوق افزایش می یابد. در صورت تشکیل ساختار بین لایه ای و کمرنگ شدن تاثیر نانورس بر رفتار الاستیک، تقویت فاز ویسکوز بیشتر نمایان می شود. حضور اصلاح کننده های سطحی آزاد نیز تشدید کننده حالت فوق است. دمای انتقال شیشه ای در نمونه های ورقه ورقه شده با افزایش در صد وزنی نانورس به سمت دماهای پایین سوق پیدا می کند. در نمونه های بین لایه ای افزایش درصد وزنی نانورس منجر به افزایش در دمای شیشه ای می شود.

در این پایان نامه اتصال کاور کامپوزیتی به بدنه فلزی خودرو مورد مطالعه قرار گرفته است. هدف استفاده از اتصال چسبی به جای اتصال مکانیکی به دلایل مزایایی که دارد، می باشد. برای آزمایش اتصال دو نوع تست استاندارد معروف برش و کنده شدن انتخاب شدند و از هر کدام شش نمونه ساخته شد که فرایند ساخت شامل برش نمونه های کامپوزیتی و فلزی، آماده سازی سطوح اتصال با سنباده و استون، چسباندن نمونه ها با چسب پلی اورتان و آماده سازی برای تست می باشد بعد از انجام تست روی این نمونه ها، نیروهای شروع گسیختگی استخراج و بر حسب طول لبه اتصال روابط بین ماکزیمم نیروی گسیختگی با لبه اتصال به دست آمد و از این روابط برای تعیین نیروهای شروع گسیختگی در اطراف اتصال کاور کامپوزیتی برای بدنه فلزی استفاده شد. برای بررسی چسب، دو نوع چسب اپوکسی و یک نوع چسب پلی اورتان و برای جنس کاور نیز دو نوع کامپوزیت(پلی استر-شیشه، اپوکسی-شیشه) مقایسه شد. برای این منظور شرایط تست iihs که شامل ضربه زننده ای با سرعت، هندسه، مکان هندسی و جرم مشخص می باشد با نرم افزار abaqus تحلیل شد. برای مدل سازی چسب المان cohesive به کار رفت که به طور همزمان امکان تعریف روابط تنش(شروع گسیختگی) و مکانیک گسیختگی(تکامل گسیختگی) را دارد و نیاز به تعریف هیچ گونه ترک اولیه نیست که استفاده از این روش برای این قطعه که سه بعدی می باشد یک کار جدید و نو می باشد. نتایج تحلیل برای سه نوع چسب و دو نوع کامپوزیت انجام شد که برای چسب پلی اورتان در هر دونوع کامپوزیت، شروع و تکامل گسیختگی دیرتر از چسب های دیگر اتفاق افتاد. برای دو نوع کامپوزیت پلی استر و اپوکسی نمودارهای شروع و تکامل گسیختگی در چهار مد الیاف در کشش، الیاف در فشار، ماتریس در فشار و ماتریس در کشش به دست آمد. در نهایت نقاط شروع گسیختگی در چسب از نتایج تجربی تطابق خوبی با نتایج المان محدود داشت.

در این پایان نامه نحوه انجماد محصول کامپوزیت چوب پلاستیک با زمینه ی پلی اتیلن (hdpe) در خروجی اکستروژن مورد بررسی قرار گرفت تا بوسیله آن بتوان سرعت تولید را افزایش داد. بدین منظور سرعت تولید با استفاده از تغییر دادن سرعت ماردون دستگاه افزایش داده شد ولی به دلیل عدم انجماد مناسب محصول، تولید محصولات سالم بدون استفاده از یک سیستم خنک کننده غیر ممکن بود. بنابراین معادلات مربوط به انتقال حرارت ماده در خروجی قالب استخراج و حل شد تا توزیع دمایی مواد در قالب بدست آید. با استفاده از نمودار توزیع دما و مشخص شدن نحوه انجماد محصول یک سیستم خنک کننده طراحی و ساخته شد. با استفاده از سیستم خنک کننده در تولید محصول مشاهده شد که تولید در سرعت های بالای ماردون تا 30 دور بر دقیقه با موفقیت همراه بوده و علاوه بر آن کیفیت محصول نیز بهبود یافته است. همچنین اثر افزایش سرعت تولید بر کیفیت و خواص محصولات اعم از استحکام کششی، استحکام خمشی، جذب آب کامپوزیت و چگالی آن مورد بررسی قرار گرفت و مشخص شد که با افزایش سرعت تولید خواص فوق نیز تاحدود10% بهبود می یابند. همچنین در ضمن این تحقیق با استفاده از آزمایش گرماسنجی روبشی تفاضلی (dsc) خواص و رفتار حرارتی کامپوزیت چوب پلاستیک مورد بررسی قرار گرفت و مشخص شد که افزودن ذرات چوب تاثیری در تغییر دمای ذوب hdpe ندارد و تقریباً هر دو ماده کامپوزیتی و hdpe خالص در دمای ?124 ذوب می شوند. ولی مقدار گرمای لازم برای ذوب کامپوزیت به نسبت درصد چوب بکار رفته در پلی اتیلن خالص کاهش یافت. همچنین نتایج آزمایش نشان داد که گرمای ویژه کامپوزیت چوب پلاستیک بین گرمای ویژه ذرات چوب و پلی اتیلن خالص می باشد که تقریباً از قانون مخلوط ها تبعیت می کند. به علاوه دمای انجماد کامپوزیت چوب پلاستیک با استفاده از این آزمایش در حدود ? 98بدست آمد که در طراحی سیستم خنک کننده مورد استفاده قرار گرفت. کلید واژگان: انجماد کامپوزیت چوب پلاستیک، اکستروژن، خواص فیزیکی و مکانیکی، گرماسنجی روبشی تفاضلی، گرمای ویژه.

چکیده در این تحقیق روش انتقال رزین به کمک خلاء (vartm ) به عنوان جایگزینی برای روشهای موجود بخصوص روش دستی در ساخت پوسته بال هواپیما معرفی شده است. با توجه به مراجع موجود در دسترس گزارشی در رابطه با این موضوع دیده نشده است، پس از بومی سازی فناوری قطعات با این روش پارامترهای موثر با امکانات مورد استفاده در این پایان نامه مورد بررسی قرار گرفته است، برای این منظور ابتدا پارامترهای موثر در این روش به صورت تجربی و تئوری مورد بررسی قرار گرفته شده است تا با بهبود آنها بتوان سرعت این روش را افزایش داد. برای این منظور ابتدا پارامترهای موثر در این روش با انتخاب تئوری مناسب، توسط نرم افزار matlab شبیه سازی شده است. سپس پارامترهایی از جمله تاثیر چگالی بافت، ضخامت لایه توزیع، ضخامت لایه پریفرم، ویسکوزیته رزین و قطر لوله تزریق در سرعت حرکت رزین و همچنین تاثیر ضخامت لایه توزیع در زمان پر شدن قالب، طول جبهه جریان و ضرایب نفوذپذیری به صورت تئوری و تجربی مورد بررسی قرار گرفته شده است. چون کیفیت پوسته بال هواپیما از اهمیت خاصی برخوردار است برای مشخص کردن میزان افزایش کیفیت در قطعات ساخته شده به روش vartm نسبت به روش دستی آزمایشهای خواص مکانیکی و خواص فیزیکی انجام گرفت که در این پایان نامه حداقل این آزمایشها از قبیل تست کششی، تست خمشی، تعیین درصد حجمی الیاف و تعیین درصد حباب در قطعات انجام شده است. با انجام آزمایشهای یاد شده با انتخاب بهینه نسبت بین ضخامت لایه توزیع و پریفرم، افزایش تراکم الیاف، کاهش ویسکوزیته رزین و انتخاب بهینه قطر لوله تزریق می توان حداکثر سرعت را در این روش بدست آورد و همچنین خواص مکانیکی و خواص فیزیکی در قطعات ساخته شده به روش vartm بهتر از روش دستی بوده است. بعد از بررسی پارامترها و بهینه سازی آن، قطعاتی پیچیده با ابعاد متوسط برای شناسایی مشکلات ساخت آنها ساخته شد. سپس بعد از رفع کلیه مشکلات و با کسب تجربه کافی در این زمینه و با بدست آوردن روش مناسب برای ساخت قطعات فوم دار، برای اولین بار پوسته بال 9 متری در چنین ابعاد بزرگی که سرتاسر آن از هسته فومی تشکیل شده است با موفقیت کامل ساخته شد و نسبت به روش دستی مورد مقایسه قرار گرفت و به این نتیجه رسیده شد که وزن قطعه و زمان ساخت آن نسبت به روش دستی کاهش نموده است و همچنین کیفیت پوسته به دلیل مکانیزه شدن، بهتر از روش دستی بوده است.

هدف از این تحقیق، دستیابی به دانش فنی تولید صنعتی کابل های مخابراتی با پوشش عایق فوم میکروسلولی و تولید صنعتی می باشد. فوم مطلوب دارای چگالی وزنی gr/cm3 25/0 برای کابل هم محور 8/7 اینچ با استفاده از کمترین مقدار عامل هسته زا می باشد. فرآیند فوم ریزسلولی یکی از فرآیند های نو ظهور در عرصه صنعت فوم سازی است که به دلیل دارا بودن قابلیتهای ویژه، امکان تولید فوم با ساختار ریز و منظم، افزایش نسبت استحکام به وزن و کاهش هزینه را فراهم می کند. این قابلیتها سبب شده است که این روش توجه صنعت کابلهای مخابراتی را به خود جلب کرده، به طوریکه بعضی از سازندگان کابلهای مخابراتی ساختار ریز سلولی را به عنوان یک گزینه مناسب و پیشرفته در نظر بگیرند. طراحی، ساخت و نصب یک سیستم پوشش دهی فوم ریز سلولی کابل مخابراتی با استفاده از ترکیب پلی اتیلن و ماده پف زای گاز بوتان و ترکیب آن (ماده پف زای هیبریدی) انجام پذیرفت و بطور اخص اثر هندسه قالب بر چگالی تراکمی و انتخاب ترکیب مناسب پلی اتیلن بر اساس خواص حرارتی آن مورد بررسی قرار گرفت. در طراحی خط تولید عایق فومی از روش طراحی اصولی (axiomatic design) استفاده گردید و نیازهای عملکردی طراحی خط تولید تعریف شد. در این تحقیق، تکنولوژی ریز سلولی برای سطح مقطع استوانه ای با قطر داخلی mm 9 و قطر خارجی mm 22 (محصول فومی) به طور صنعتی توسعه یافته است. تکنولوژی ریز سلولی در فرآیند اکستروژن غالباً برای محصولات با قطر کوچک و حدود mm 1به صورت آزمایشگاهی تولید شده است. مهم ترین چالش در ایجاد فوم ریز سلولی در مقاطع بزرگتر بعلت محدودیت در تولید نرخ افت فشار بالا می باشد. طراحی و ساخت قالب هسته زای جدید برای قطرهای بالا به منظوردستیابی به نرخ افت سریع فشار بالا انجام شد. یک نوع پلی اتیلن سبک (ldpe) و سه ترکیب مختلف پلیمری آن با سه نوع پلی اتیلن سنگین موجود در بازار مورد استفاده قرار گرفت و آزمایش dcs (diffrential scanning calorimetry) بر روی آن ها انجام شد. پارامترهای فرآیند شامل نوع ماده ترکیبی، دمای مذاب، هندسه قالب (شامل قطر بیرونی قالب و فاصله هوایی)،ترکیب ماده پف زا، نوع خنک کاری و استفاده از gms و نتایج شامل اندازه سلولها، چگالی عددی سلولها، خاصیت حرارتی (dsc)، چگالی وزنی و افت تضعیف کابل بودند. ساختار فوم ها با استفاده از میکروسکوپ الکترونی (sem ‚scanning electron microscope) مشاهده و ثبت گردید. با تنظیم شرایط فرآیند و طراحی مناسب قالب، امکان تولید پوشش فوم ریز سلولی فراهم شد. نتایج آزمایشها رابطه قوی بین چگالی تراکمی محصول اکسترود شده را با ابعاد قالب شکل دهنده نشان می دهد. نتایج نشانگر افزایش تعداد سلول با طرح قالب هسته زای جدید می باشد، بطوریکه با افزایش سطح مقطع قالب از mm2785/0 بهmm290 نه تنها تعداد سلول کاهش نیافته است، بلکه باعث افزایش تعداد سلول گردیده است. در ضمن ترکیب پلیمری که دارای دو قله در منحنی dsc آن باشد و شاخص بودن قله اول (متعلق به دمای کمتر) قابل ملاحظه و مرتفع تر باشد، مناسب ترین ترکیب در تولید عایق فوم میکروسلولی می باشد. مقایسه خواص الکتریکی محصول نهایی با نمونه مرجع نشان گر عملکرد بهتر کابل تولیدی بود.

?در این تحقیق از ماده ?) abs?با نـام تجـاری ?samsung starex® sd-0150gp high impact?? ?? (grade abs?بعنوان ماتریس ترموپلاستیک و پودر لاستیک بازیافتی)? (2 wgrt?با اندازه مش حدود? ?06 میکرون استفاده شد. از مالئیک آنیدرید نیز بعنوان سازگارکننده استفاده گردید. شـناخت بهتـر? ?شرایط موادی و فرایندی برای تولید قطعات کامپوزیت ترموپلاستیک و پودرلاستیک بازیافتی، سبب? ?انتخاب پارامترهای مناسب تر در فرآیندهای تولید مخصوصاً قالبگیری تزریقی این کامپوزیـت مـی ? ?گردد. در آزمایش صورت گرفته پارامترهای دمای قالب، دمای مـذاب، زمـان خشـک شـدن بعنـوان? ?پارامترهای ثابت و همچنین سه پارامتر درصد وزنی پودر لاستیک بازیـافتی در چهـار سـطح، فشـار? ?نگهداری در سه سطح و زمان نگهداری در چهار سطح بعنـوان پارامترهـای متغیـر مـورد بررسـی و? ?اندازه گیری واقع شدند. پس از قالبگیری قطعات کامپوزیتی و پـس از بـرش آنهـا بوسـیله دسـتگاه? ?واترجت، تست کشش و ضربه بر روی آنها انجام و نتایج بدست آمده تحلیل و بررسی شدند. خـواص? ?مکانیکی که مورد توجه قرار گرفتهاند شامل استحکام کششی، کرنش تسلیم، مدول کششی، کـرنش? ?شکست، تنش شکست، چقرمگی)انرژی شکست( و مقاومت به ضربه میباشند. نتایج حاکی از آن بود? ?که تأثیر پارامتر موادی محسوستر از پارامترهای فرایندی مورد آزمایش بوده؛ بطوریکـه بـا افـزایش? ?درصد وزنی پودر لاستیک به ماده پلیمری، استحکام، مدول، تنش شکست، چقرمگی و مقاومـت بـه? ?ضربه کاهش یافته و تنها بهبودی در کرنش تسلیم و کرنش شکست مشاهده گردید. همچنـین ریـز? ?ساختار تعدادی از سطح مقاطع نمونهها که در اثر شکست چارپی و شکسـت پـس از قرارگیـری در? ?نیتروژن مایع بدست آمده بودند توسط دستگاه میکروسکوپ الکترونی بررسی گشت.? ?تصاویر اسـکن? ?شده از سطوح نمونههای بدست آمده نشان دهنده وجود عیوب سطحی در این کامپوزیـتهـا مـی??باشد. این در حالی است که سطوح ماده ? abs?خالص حاصل از فرایند تزریق صاف و هموار میباشـد.? ?با توجه به تئوری مکانیک کلاسیک این عیبها منابعی برای تمرکز تنش میباشد.?

روش vartm یکی از پیشرفته ترین روش های تولید قطعات کامپوزیت با ابعاد بزرگ با درصد حجمی الیاف بالا ، و هم درصد حباب پایین است. شکل گیری حباب در طول تولید قطعه ، می تواند در حد مرحله پخت قطعه باشد. چنانچه که در برخی از مراجع ذکر شده است ، با افزایش هر درصد حباب ، خواص مکانیکی بین 2 تا 10 درصد کاهش می یابد. با کاهش درصد حباب برای قطعات کامپوزیتی با توجه به ثابت بودن درصد حجمی الیاف ،نسبت استحکام به وزن افزایش می یابد. در این تحقیق سعی بر آن شده است تا با بررسی درصد حباب قطعات کامپوزیتی، و شناخت هر چه بهتر حباب و رفتار آن در طول مرحله تولید با روش vartm راه حل مناسبی برای کاهش درصد حباب پیشنهاد گردد. با بررسی عواملی که در شکل گیری حباب نقش دارند ، معلوم شد که گیر افتادن مکانیکی حباب در بین الیاف بیشترین سهم را دارا است. در این پایان نامه با آزمایش های گوناگونی شکل گیری حباب مورد بررسی قرار گرفته است. از جمله تولید ورق های کامپوزیتی با استفاده از رزین پلی استر و 8 لایه الیاف شیشه و بررسی تاثیر درصد الیاف و تاثیر تغییرات چگالی سطحی الیاف برای الیاف 100،200و600 گرم بر سانتی متر مربع و همچنین تاثیر الیاف تک جهته در سرعت جبهه جریان و درصد حباب مورد بررسی قرار گرفته است . با انجام آزمایش های مختلف ، دو راه کار برای افزایش خواص مکانیکی، یکی استفاده از دو کیسه خلاء در روش vartm و دیگری استفاده از ارتعاش های مکانیکی با فرکانس های مختلف و پیدا کردن فرکانس بهینه برای داشتن حباب کمتر در قطعات کامپوزیتی تولید شده با روش vartm است. با گرفتن عکس های میکروسکوپی از سطح مقطع نمونه های مورد آزمایش ، اندازه حباب ها و شکل و منطقه تشکیل حباب ها و همچنین درصد حباب در قطعات مورد بررسی قرار گرفته است. آزمایش کشش نیز برای نمونه های تولید شده صورت گرفت که بیشترین خواص مکانیکی را برای روش vartm با استفاده از دو کیسه خلاء و همچنین برای قطعات تولیدی با روش vartm به همراه ارتعاش 50 هرتز بدست آمد. در آخر به این نتیجه رسیده شد که با افزایش چگالی سطحی الیاف و یا با استفاده از دو کیسه خلاء درصد حباب افزایش می یابد ولی با افزایش درصد حجمی الیاف، خواص مکانیکی نیز افزایش می یابد. در آزمایش تاثیر ارتعاش در قطعات کامپوزیتی ، در فرکانس 50 هرتز ، 50 درصد کاهش حباب را نسبت به روش عادی نشان می دهد و درصد حجمی الیاف نسبت به روش عادی تغییری نکرده است، ولی در عین حال خواص کششی 20 درصد افزایش یافته است. یعنی با کاهش حباب خواص مکانیکی افزایش می یابد.

سازه های ساندویچی به عنوان موادی سبک و با کارایی بالا، از پرکاربردترین مواد کامپوزیتی به شمار می آیند. در این تحقیق امکان ساخت قطعات ساندویچی با هسته فومی با استفاده از روش vartm بررسی شده است. برای ساخت کامپوزیت ها، برای هر رویه از شش لایه الیاف شیشه بافته شده با چگالی سطحی g/m2 200 و یک لایه الیاف شیشه سوزنی با چگالی سطحی g/m2 150 و رزین پلی-استر غیر اشباع استفاده شده است برای هسته از فوم pvc با چگالی kg/m3 80 استفاده شد. در این تحقیق برای بررسی و بهینه سازی ساخت سازه ساندویچی با استفاده از روش vartm متغیرهای: استفاده از الیاف با نفوذپذیری بالا، ایجاد الگوهای مختلف تکرار سوراخ بر روی هسته و ایجاد انواع مختلف شیار بر رویه سطح پایینی هسته فومی مطالعه شده است. تاثیر سوراخ ها و شیارهای ایجاد شده در هسته بر نحوه جریان رزین، زمان تولید، وزن نهایی قطعه، خواص مکانیکی و استحکام چسبندگی پوسته به هسته بررسی شده است. برای بررسی خواص مکانیکی از آزمون خمش سه نقطه ای استفاده شد. نتایج نشان می دهند در حالتهایی که بر روی هسته سوراخ ها و شیارها با الگوهای مختلف ایجاد گردید قطعه سالمی تولید شد ولی در حالتی که از الیاف با نفوذپذیری زیاد استفاده شد قطعه سالمی تولید نگردید. الگوهای ایجاد شده حداکثر باعث افزایش 8% در وزن قطعه می گردند این در حالی است که زمان تولید قطعات در حدود 40% کاهش یافته و نیروی بیشینه در خمش در حدود 38% افزایش می یابد. نتایج آزمون چسبندگی پوسته به هسته نشان داد که شیارها و سوراخ های ایجاد شده تاثیر زیادی بر استحکام چسبندگی پوسته به هسته ندارند و باعث افزایش اندک در حداکثر نیروی لازم برای رشد ترک می گردند و فقط به صورت محلی باعث توقف رشد ترک می شوند.

فوم های میکروسلولی را در واقع می توان کامپوزیتی از زمینه پلیمری و حباب های گازی به حساب آورد. یک قطعه فوم شده با روش میکروسلولی می تواند خواصی بهبود یافته از قبیل عایق بودن، عمر خستگی، افزایش نسبت استحکام به وزن و ضربه پذیری نسبت به پلیمر فوم نشده داشته باشد. توسعه روزافزون در مخلوط سازی و ایجاد ترکیبات، به معرفی ترموپلاستیک الاستومرها مبتنی بر ترکیبات لاستیک و پلاستیک به علت داشتن خواص الاستومری و قابلیت تولید آسان آنها با هزینه های کم، منجر شده است. این ترکیب از دو نقطه نظر، یکی دفع ضایعات و دیگری کاهش هزینه های تولید بسیار مورد اهمیت است. در این تحقیق به بررسی خواص فیزیکی - مکانیکی و ریز ساختار فوم کامپوزیت "پلیمر abs و پودر لاستیک بازیافتی " پرداخته شده است. مورفولوژی سلول، دانسیته و اندازه سلولی، بارگذاری عامل جفت کننده و فشار تزریق با تغییر در میزان درصد پودر لاستیک بازیافتی به جهت بررسی استحکام کششی، استحکام خمشی و مقاومت به ضربه قطعات فوم شده مورد بررسی قرار گرفته اند. پارامترهای متغیر این تحقیق عبارتند از: درصدهای وزنی مختلف پودر لاستیک بازیافتی (20% ، 30% و 40%) و فشار تزریق (30 ، 50 و 70 مگاپاسکال) و درصـــد وزنی عامل جفت کننده (0، 2.5 و 5 درصد). به علت تجربی بودن تحقیق، از روشfull factorial برای ارزیابی دقیق نتایج استفاده شده است. نمونه های تولید شده تحت آزمون های مکانیکی خمش، کشش و ضربه و نیز آزمون فیزیکی چگالی قرار گرفتند. همچنین از میکروسکوپ الکترونی برای بررسی دقیق ساختار میکروسکوپی نمونه های فوم کامپوزیت abs/wgrt استفاده شد. دانسیته وزنی قطعات فوم کامپوزیت abs/wgrt با افزایش درصد وزنی پودر لاستیک بازیافتی در زمینه پلیمری، کاهش یافته است. نتایج حاکی از آن هستند که عامل فرآیندی فشار تزریق و نیز افزایش پودر لاستیک بازیافتی بر ایجاد ساختار مناسب بسیار موثرند. قطعات دارای 2.5 درصد عامــــل جفت کننده با 20 درصد وزنی پودر لاستیک بازیافتی در فشـــار تزریق 70 مگا پاسکال، دارای ساختاری با تعداد سلول بیشتر و ریزتر که مطلوب قطعات فوم شـــده می باشد، هستند. با وجود اینکه استحکام خمشی و استحکام کششی قطعات فوم کامپوزیت abs/wgrt کمتر از قطعات فوم نشده این کامپوزیت است، اما نتایج استحکام کششی و خمشی ویژه، استفاده از فوم کامپوزیت abs/wgrt را در حالت 20 درصد وزنی از پودر لاستیک بازیافتی مطلوب تر از کامپوزیت فوم نشده آن می داند.

در این پژوهش با استفاده از انرژی کرنشی و قضایای اول و دوم کاستیگلیانو تغییر شکل ورق های کامپوزیتی موج دار با هندسه های شبه-سینوسی، ذوزنقه ای، مربعی و مثلثی بدست آمده است. با استفاده از آن سفتی های موثر کششی و خمشی در راستای طولی و عرضی موج و همچنین ماتریس-های سفتی کششی،خمشی و کوپلینگ آنها در دو حالت لایه چینی متقارن و نامتقارن استخراج شده است. جهت سنجش صحت روابط، ورق های موج دار در نرم افزار المان محدود آباکوس، شبیه سازی شده و نتایج حاصله با نتایج تئوری مقایسه شده است. با ساخت نمونه های موج دار با هندسه های مختلف از جنس شیشه/اپوکسی و انجام آزمون های کشش و خمش بر روی نمونه ها ضمن استخراج سفتی های موثر آنها روابط تئوری با نتایج تجربی مقایسه شده است. مقایسه نتایج حاصل از آزمون های عملی و روابط تئوری نشان می دهد که این مدل ساده قادر است با خطای قابل قبولی رفتار مکانیکی ورق های کامپوزیتی با هندسه های موج دار را پیش بینی کند. در ادامه اثر پارامترهای مختلف مانند اثر نوع فرآیند ساخت (دستی و مکشی)، ضخامت لایه ها، پارامترهای ابعادی و ... بر رفتار مکانیکی ورق های کامپوزیتی موج دار مورد بررسی قرار گرفته است. همچنین منحنی های نیرو-جابجایی مربوط به ورق-های موج دار تحت آزمون های کشش و خمش، کرنش نهایی و درجه ناهمسانگردی آنها مورد تحلیل قرار گرفته است و سپس رفتار مربوط به آنها در حالت گام یکسان و دامنه یکسان مورد تحلیل قرار گرفته-اند. با توجه به رفتار منحصر بفرد اینگونه ورق ها و به عنوان یکی از کاربردهای مهم ورق های کامپوزیتی موج دار، بالی با استفاده از ورق های کامپوزیتی موج دار با هندسه مربعی و جنس کربن/اپوکسی و با خاصیت تغییر طول (مورفینگ) طراحی و ساخته شده است و مزایای آن در مقایسه با بال های معمولی بیان شده است.

با توجه به گسترش روزافزون و افزایش کابرد کامپوزیت چوب پلاستیک، امروزه این کامپوزیت به عنوان یک ماده صنعتی پرکاربرد مورد توجه قرار دارد. لذا شناخت بیشتر خصوصیات این ماده و پارامترهای موثر در فرآیندهای تولیدی آن از اهمیت بالایی برخوردار است. از جمله این فرآیندها می توان به اکستروژن این کامپوزیت اشاره نمود که بیشترین سهم را در تولید به خود اختصاص داده است. با توجه به خصوصیت ویسکوالاستیک کامپوزیت چوب پلاستیک و تمایل بالای صنعت در استفاده از درصدهای بالای چوب در این کامپوزیت، جریان آن در داخل دای اکستروژن با شرایط خاص و ویژه ای همراه است که شناخت این شرایط و مطالعه دقیق آن، کمک شایانی در طراحی ساده تر و مناسب تر دای اکستروژن و دستگاه اکسترودر و سایر تجهیزات و قطعات مورد استفاده خواهد داشت. در این تحقیق تلاش برای دستیابی به معادله قانونمند مناسب برای بیان جریان این کامپوزیت در داخل دای اکستروژن تحت شرایط مختلف تولیدی و موادی، با استفاده از آزمایش های تجربی انجام شده و در ادامه تاثیر پارامترهایی از قبیل فشار، دما، درصد چوب، دور دستگاه، قطر، نسبت طول دنباله به قطر دای و نوع ماتریس بر روی برخی خواص فیزیکی و مکانیکی ماده تولید شده مورد بررسی قرار گرفته است. پلیمرهای انتخابی شامل دو نوع پلی پروپیلن و یک نوع پلی اتیلن سنگین بوده که پرکاربردترین انواع پلیمر در ساخت این کامپوزیت می باشند. به منظور کاربردی تر شدن نتایج کار پژوهشی، ابعاد مقاطع پروفیل های اکسترودی بزرگ در نظر گرفته شد به طوری که نزدیک به تولید صنعتی باشند. با استفاده از اطلاعات بدست آمده از آزمایش های عملی، تطابق برخی روابط تئوری مورد بررسی قرار گرفته و معادله سیال بینگهام به عنوان رابطه مناسب با رفتار این کامپوزیت معین گردید. با استفاده از این رابطه میزان ویسکوزیته و تنش تسلیم در جریان این کامپوزیت حاوی ماتریس های مختلف پلیمری و درصدهای مختلف چوب تحت شرایط مختلف تولید محاسبه گردید. در نهایت با مقایسه این نتایج عملی با نتایج بدست آمده از برخی آزمون های رئومتری روند مشابهی بین آنها مشاهده شده و مشخص گردید آزمون روبش فرکانس از صحت نتایج بالاتری نسبت به سایر آزمون های رئومتری (در رئومتر چرخشی) برای بیان رفتار ماده برخوردار است.

پیشرفت نانوفناوری در زمینه های مهندسی و کاربردی شدن این علم نوظهور، نیاز روز افزون این علم به پیشرفت روشهای محاسباتی و مدلسازی به منظور پیش بینی رفتارهای آن را هر روز بیشتر می کند. محاسبه و پیش بینی مدول الاستیسیته نانوکامپوزیتها توسط روشهای متعددی انجام شده است اما تحقیقات زیادی روی رفتار خمشی مواد نانوکامپوزیت انجام نشده و حتی مدلسازی برای پیش بینی مدول خمشی در دسترس نیست، لذا این تحقیق به مدلسازی مدول خمشی نانوکامپوزیتها پرداخته است. در بخش تجربی این پژوهش برای ساخت نانوکامپوزیت از پلی آمید 6 به عنوان زمینه و سه نوع نانوکلی به عنوان تقویت کننده استفاده می شود. نانوکامپوزیتها به روش ترکیب در حالت مذاب و نسبتهای 1، 3، 5، 7 و 9 درصد وزنی نانوخاک رس تهیه و آزمایش تفرق اشعه ایکس انجام شد، سپس مواد درون قالب مخصوص تزریق و نمونه های مربوط تهیه و آزمایش کشش و خمش بر روی آنها انجام گرفت. در بخش دوم این پژوهش یک مدل نیمه تجربی برای پیش بینی مدول خمشی نانوکامپوزیت پلی آمید/نانوکلی ارائه شده است. در مدل ارائه شده برای نانوکامپوزیتهایی که با صفحات نانوکلی با ساختار بین لایه ای به وجود آمده اند، از آزمایش اشعه تفرق ایکس فاصله بین صفحات نانوکلی تعیین و اندازه بلوکها مشخص می گردد. سپس از روابط محاسباتی خواص مکانیکی هر یک از بلوکها محاسبه و در مرحله بعد یک المان نماینده حجمی انتخاب و بر اساس درصد نانوکلی هر نمونه تعداد بلوکها درون آنها پخش می گردد و توسط المان محدود به حل آن اقدام نموده و مدول الاستیسیته و مدول خمشی برای هر نمونه تعیین می شود. در بخش پایانی هم از قانون مخلوطها، روابط موری تاناکای و هالپین تسای اقدام به پیش بینی مدول الاستیسیته برای نمونه ها نموده و با نتایج تجربی و مدل ارائه شده مقایسه گردیده است. از نتایج این پژوهش می توان به تاثیر نانوخاک رس های متفاوت بر مدول خمشی اشاره نمود که هر سه نوع نانوخاک رس قدرت افزایش مدول خمشی و الاستیسیته از 60 تا100 درصد را دارند. همچنین نتایج به دست آمده نشان می دهد که مدل ارائه شده می تواند نسبت به مدلهای میکرومکانیک پیش بینی دقیقی را انجام دهد و در نمونه با 9درصد نانوکلی اختلاف با نتایج تجربی حدود 6 درصد است در حالیکه نتایج مدلهای میکرومکانیک در همین نمونه خطائی بالای 26 درصد نسبت به نتایج تجربی نشان می دهند.

ایجاد تغییرات در بال هواپیماهای بدون سرنشین کاربرد آن ها را در ماموریت ها و فازهای مختلف پروازی بهبود می دهد. این پایان نامه در سه محور طراحی، آنالیز پایداری و ساخت و آزمایش پرواز بر روی طرح تغییر در زاویه سوئیپ و دهانه بالمتمرکز شده است. در این پایان نامه طراحی مفهومی هواپیما بر اساس روش طراحی راسکم انجام گرفته و به طور خلاصه به آن پرداخته شده است. در ادامه، نیروها، ممان ها و ضرایب پایداری با در نظر گرفتن تغییرات مذکور به طور همزمان و با استفاده از نرم افزار متکد محاسبه شده اند که در معادلات حرکتی به کار می روند. میزان نیروهای آیرودینامیکی وارده به هواپیما و پایداری آن، تحت تغییرات بال در حین پرواز، به میزان قابل توجهی دچار تغییر شده و در صورتی که محاسبات از دقت کافی برخوردار نباشد، پرواز را با مشکل مواجه خواهد کرد. مهمترین پارامترهایی که در این راستا اهمیت می یابند، مرکز جرم، مرکز آیرودینامیکی، ضرایب نیروئی و مشتقات پایداری هستند که در تمامی روابط مربوط به آن ها با استفاده از اندیس های مربوطه، تغییرات به میزان مورد نظر و در یازده موقعیت، اعمال شده و پایداری هواپیما تایید می شود. برای ساخت هواپیما از یک مدل آماده استفاده شده و برای ایجاد تغییرات مورد نظر، دو بال مجزا ساخته شده است. تغییرات بال با ایجاد یک مکانیزم، شامل اتصال لولائی دو بال در محل اسپارهای اصلی، تعبیه ی نگهدارنده ها جهت حفظ وضعیت بال و یک سروو موتور در لبه ی انتهایی، جهت تغییر زاویه ی سوئیپ، انجام گرفته است. برای تغییر دهانه بال، با استفاده از یک مخزن پنوماتیک ، هوای فشرده به داخل جک های بادی قرار داده شده در داخل بال فرستاده شده و پوسته توخالی در نوک بال را حرکت می دهد. آزمایش پرواز با نصب یک gps ساده انجام گرفت و میزان تغییرات سرعت و ارتفاع در هنگام تغییر دهانه و سوئیپ بال به طور جداگانه و با دسته گاز ثابت به دست آمد. نتایج حاصل شده نشان می دهد با افزایش زاویه سوئیپ سرعت هواپیما به میزان قابل توجهی افزایش یافت و در عین حال ارتفاع به میزان ناچیزی کم شد. با کاهش دهانه بال، کاهش قابل توجه در ارتفاع و افزایش کمی در سرعت مشاهده شد. خوش دستی هواپیما در طول فازهای پرواز، با ایجاد وضعیت متناسب با آن، مورد تایید قرار گرفت.

رینگ سلولزی یکی از قطعات اصلی و مهم در ترانسفورماتورهای انتقال قدرت می باشد، که سالانه حدود 20000 قطعه مصرف داخلی داشته وشکل دهی این قطعه براساس شکل دهی ورقی صورت می گیرد در این پایان نامه ضمن بررسی تحقیقات انجام گرفته برروی خواص و رفتار مواد سلولزی موردنظر جهت شکل دهی از جمله (رطوبت ، دما و...) وبطور کلی شرایط شکل دهی، همچنین بررسی روشهای متداول در شکل دهی ورق های کامپوزیتی، انجام روشهای تحلیلی در بررسی شکل دهی خمشی قطعات وضمن تعریف مکانیزم مدولار به انجام تحلیل های مختلف مکانیزمی و حرکتی به بیان روشی نوین در شکل دهی قطعه نبشی حلقوی سلولزی به صورت مدولار می پردازیم و در آن ابتدا پس از آماده سازی ورق، شکل دهی به روشهای مدولار و به صورت پیوسته و مکانیزمی دردو حالت ورق ثابت و ورق متحرک، طبق روشهای طرح های یک الی چهار و به صورت طرح های یک غلتکی – دو غلتکی- دو غلتکی به همراه یک غلتک عمودی و در پایان طرح مکانیزم لغزنده می پردازیم .در هریک از این طرح ها مزایا و معایبی وجود داشته که بررسی شده است .به طور کلی پس از انتخاب روش شکل دهی به بررسی مواردی از جمله: بررسی اثر سرعت دورانی ورق ،انتخاب نوع و روش شکل دهی با توجه به جنس و حالت ماده مورد نظر و کنترل بازگشت فنری پرداخته شده است. در این طرح با تکیه بر روش شکل دهی مدولار به بیان روش حل و بررسی عیوب احتمالی ایجاد شده می پردازیم.

در این پژوهش تغییر شکل ورق کامپوزیتی موج دار بوسیله ی آلیاژ حافظه دار مورد بررسی شده است. ورق های کامپوزیتی موج دار به واسطه درجه ناهمسانگردی بالا، قابلیت استفاده در سازه های مورفینگ را دارا می باشند. همچنین آلیاژ حافظه دار در بین مواد هوشمند، جزو مواد با قابلیت ایجاد تنش و کرنش بالا می باشند. بنابراین در این پایان نامه از آلیاژ حافظه دار به منظور تغییر شکل ورق کامپوزیتی موج دار در راستای انعطاف پذیر این ورق ها استفاده شده است. پیش از بکارگیری آلیاژ حافظه دار، ابتدا آلیاژها در تنش های مختلف آموزش داده شدند و سپس کرنش بازیابی آلیاژها در تنش های کمتر و بیشتر از تنش آموزش مطالعه شد. نتایج نشان دهنده آن است که با افزایش تنش آموزش توانایی آلیاژ در بازیابی کرنش افزایش می یابد. همچنین تنش آموزش در عملکرد آلیاژ در تنش های کم بسیار تاثیر گذار می باشد؛ در حالی که در تنش های بالاتر از mpa 100، عملکرد آلیاژ حافظه دار مستقل از تنش آموزش می باشد. همچنین نتایج آزمایش های تجربی نشانگر بروز رفتار ناپایدار در تنش های آموزش 180 و 200 مگاپاسکال می باشد. در ادامه، سیم آلیاژ حافظه دار بر روی سطح تیر موج دار کامپوزیتی ساخته شده از جنس شیشه-اپوکسی قرار داده شد. پس از تحریک آلیاژ حافظه دار بوسیله منبع تغذیه، تیر دچار تغییر شکل شد و با قطع جریان الکتریکی تیر به به وضعیت اولیه خود بازگشت. در پایان نتایج آزمایش های تجربی و مدل سازی با یکدیگر مقایسه شد. نتایج نشانگر آن است که با توجه به پیچیدگی رفتار آلیاژ حافظه دار و تاثیر پذیری این رفتار از تنش آموزش، به منظور تطابق نتایج تجربی و مدل سازی لازم است که اصلاحاتی در مدل برینسون داده شود. در پایان به منظور نزدیک کردن نتایج این پایان نامه به کاربردهای واقعی، یک نمونه ایرفویل با پوسته کامپوزیتی موج دار ساخته شد. ایرفویل ساخته شده توانایی این را دارد که در شرایط مختلف انحناءهای مختلفی را داشته باشد.

در این پایان‏نامه به تولید و بررسی خواص فیزیکی مکانیکی فوم کامپوزیت چوب-پی‏وی‏سی تقویت شده با الیاف پیوسته‏ی شیشه در فرایند اکستروژن پرداخته شده است. جرم حجمی بالا (و در نتیجه هزینه‏ی تمام شده‏ی محصول) و استحکام نسبی پایین همواره محدودیتی در گسترش کاربرد این کامپوزیت‏ها بوده است. هدف از این تحقیق بررسی امکان‏پذیری افزایش استحکام این کامپوزیت‏ها هم‏زمان با کاهش وزن می‏باشد. متغیرهای این تحقیق عبارتند از تعداد روینگ‏های شیشه‏ی آغشته شده (0،2،4)، شکل پروفیل (i-شکل و مستطیلی) و وجود یا عدم وجود عامل فوم‏زا. بررسی خواص فیزیکی و مکانیکی کامپوزیت‏های اکسترود شده از طریق آزمون‏های خمش (برای بررسی استحکام خمشی)، چگالی (برای محاسبه‏ی میزان کاهش وزن) و آزمایش میکروسکوپ روبشی الکترونی (برای مشاهده‏ی ساختار سلولی) صورت گرفته است. مطابق نتایج بدست آمده بیشینه‏ی کاهش چگالی مشاهده شده از طریق فوم شدن 17% می‏باشد که موجب کاهش چشمگیر استحکام خمشی (45%-30%) گردیده است. استفاده از الیاف پیوسته باعث افزایش استحکام خمشی نمونه‏های فوم نشده به میزان 29% و 58% به ترتیب برای مقاطع i-شکل و مستطیلی گردیده است. نکته‏ی حایز اهمیت تأثیر بسزای الیاف شیشه در افزایش استحکام خمشی نمونه‏های فوم شده می‏باشد. با این توضیح که میزان افزایش مشاهده شده برای نمونه های فوم شده در اثر تقویت با الیاف به مقدار 45% و 87% به ترتیب برای نمونه های i-شکل و مستطیلی می‏باشد. لذا فوم شدن نمونه‏ها هیچ اثر مخربی بر تقویت‏بخشی الیاف نداشته است. مقادیر استحکام خمشی ویژه بیانگر مقدار یکسان برای نمونه‏های i-شکل فوم شده‏ی تقویت شده نسبت به نمونه‏ی فوم نشده‏ی بدون الیاف می‏باشد. با این وجود در مقطع مستطیلی، نمونه‏ی فوم شده‏ی تقویت شده نسبت به نمونه‏ی فوم نشده‏ی بدون الیاف 36% افزایش استحکام خمشی ویژه داشته است. عدم بروز شکست ناگهانی و افزایش چقرمگی خمشی در بیشتر نمونه‏های تقویت شده از دیگر نتایج بدست آمده می‏باشد. همچنین نتایج تجربی به دست آمده تطابق قابل قبولی با نتایج حاصل از تحلیل عددی نرم‏افزار آباکوس داشته است.

پالتروژن فرایندی پیوسته، کم هزینه، حجم تولید بالا و با کیفیت مناسب است. با استفاده از فرایند پالتروژن قطعاتی با مقطع ثابت و طویل پیوسته ساخته می شود. محصولات کامپوزیتی پالتروژنی به موادی گفته می شود که از زمینه گرماسخت یا گرمانرم و الیاف تقویت کننده پیوسته تشکیل می-شود. در طول دهه های گذشته ترموپلاستیک های تقویت شده با الیاف پیوسته و بلند شناخته شده است. فرایند پالتروژن شبیه فرایند اکستروژن فلزات یا پلیمر می باشد با این تفاوت که به عوض فشار دادن به داخل قالب که در فرایند اکستروژن هست در فرایند پالتروژن، مواد از داخل قالب به بیرون کشیده می شود. در این فرایند، الیاف مواد آمیخته شده و پیش آغشته گرمانرم از میان قالب کشیده می شود تا محصول نهایی بدست آید. کسر حجمی الیاف از متوسط رو به بالاست و الیاف بیشتر در جهت طولی قطعه قرار می گیرند اگرچه میتوان با استفاده از بافت مناسب الیاف، در جهت عرضی هم الیاف داشت اما عمدتاً خواص اصلی در جهت طولی می باشد. پالتروژن جهت ساخت قطعات با خواص مکانیکی بالا می باشد. در این پایان نامه هدف ساخت محصول لوله ای از زمینه گرمانرم و الیاف تقویت کننده روینگ شیشه ممتد می باشد. نوآوری این پایان نامه در ساخت محصولی با هندسه لوله ای و محصولی با استفاده از 34 درصد حجمی تقویت کننده ممتد می باشد. بدین منظور ابتدا با قالب موجود با استفاده از زمینه پلی اتیلن سنگین و روینگ شیشه پیش -آغشته های مورد نظر ساخته شدند. با استفاده از پارامترهای دما، خنک کاری محصول، سرعت کششی و استفاده از گرانول خشک شده و نشده روی نمونه ها آزمایش های اولیه ای انجام شد. آزمایش های اولیه عبارتند از: محاسبه درصد وزنی الیاف، محاسبه درصد حجمی الیاف، محاسبه درصد حجمی حباب و عکس های میکروسکوپی، تا بهترین محصول از نظر آغشتگی برای ساخت محصول لوله ای به دست آید. در بین نمونه های ساخته شده، نمونه ای که با استفاده از دمای زیاد، سرعت کششی کم و در حالت استفاده از دمنده به عنوان خنک کاری، بهترین محصول از نظر آغشتگی با درصد حجمی حباب کمتر می باشد. سپس با استفاده از قالبی که برای ساخت محصول لوله ای در این پایان نامه طراحی و ساخته شد محصولات مورد نظر با استفاده از پیش آغشته های مرحله قبل تولید شدند.

در این پژوهش کنترل شکل ورق کامپوزیتی به وسیله‏ی مواد هوشمند مورد بررسی قرار می‏گیرد. کنترل شکل در سازه‏های مورفینگ می‏تواند بهبود عملکرد را در عین کاهش وزن به همراه داشته باشد. در بین مواد هوشمند نیز آلیاژ حافظه دار به علت ایجاد تنش و کرنش بالا به عنوان عملگر استفاده شده است. هدف از این پایان‏نامه دستیابی به تعدادی از شکل های سازه‏ای در ورق کامپوزیتی و کنترل آن با استفاده از چینش‏های مختلف سیم آلیاژ حافظه‏دار می‏باشد. این کار به دو روش تحلیل المان محدود و تجربی انجام شده است. سیم در سه چیدمان مختلف شامل وسط، کنار و هر دو هم‏زمان مورد بررسی قرار گرفته است. سیم آلیاژ حافظه دار در فاصله 1 سانتی‏متری از سطح ورق کامپوزیتی شیشه-اپوکسی با ابعاد 48/0 × 200 × 200 میلی‏متری از پین‏های فاصله‏دهنده عبور داده شد. این فاصله بر اساس تنش بیشینه قابل تحمل سیم تعیین شده به گونه‏ای که بیشترین تغییر شکل را در ورق کامپوزیتی ایجاد نماید. در بخش تحلیل عددی مدل‏سازی بر اساس رفتار نهایی سیم آلیاژ حافظه‏دار و کرنش بازیابی بیشینه انجام گرفته است. در این مدل به علت آزاد بودن سیم در داخل پین‏ها، تماس بین سیم و پین‏های فاصله‏دهنده بدون اصطکاک مدل شده است. در بخش تجربی پیش از بکارگیری سیم، ابتدا سیم آلیاژ حافظه دار آموزش می‏بیند. پس از تحریک سیم با منبع تغذیه و ایجاد تغییر شکل نهایی در ورق، میزان تغییر شکل‏ها در راستای قائم به کمک حسگر لیزری اندازه گیری شده است. پس از قطع جریان ورق به وضعیت اولیه خود بازمی‏گردد. با توجه به تغییر شکل‏های متقارن ایجاد شده، چینش‏های مشابه می‏توانند برای دستیابی به شکل‏های متقارن به کار روند. برای صحت سنجی شبیه‏سازی‏های انجام شده، مقایسه نتایج تجربی و تحلیل عددی انجام شد. نتایج حاصل تطابق خوبی را با یکدیگر نشان می‏دهد. در انتها سه رابطه تجربی برای پیش‏بینی کرنش بازیابی بیشینه سیم در انحنا مشخص پیشنهاد شد.

در این پایان نامه، استحکام بخشی کامپوزیت های چوب پلاستیک توسط الیاف ممتد در فرآیند قالبگیری تزریقی بررسی شده است. همچنین پس از تولید کامپوزیت تقویت شده با الیاف ممتد تک جهته و متقارن، به بررسی تاثیر پیش¬تنیدگی الیاف در خواص مکانیکی کامپوزیت پرداخته شد. ایجاد پیش¬تنیدگی در الیاف ممتد منجر به کاهش تنشهای پسماند حرارتی در ماتریس و همچنین کاهش انحراف الیاف ممتد در حین فرایند تولید شده، لذا خواص مکانیکی کامپوزیت¬های تقویت شده با الیاف ممتد را بهبود می¬بخشد. جهت تولید کامپوزیت¬های هیبریدی پیش¬تنیده، قالب تزریقی به همراه سیستم کشش مکانیکی الیاف ممتد طراحی و ساخته شد. برای انجام این تحقیق از پلی اتیلن با چگالی بالا به عنوان پلیمر چوب پلاستیک و الیاف شیشه نوع e به عنوان تقویت کننده استفاده شد. طراحی آزمایش به صورت فاکتوریل کامل انجام شده و 30 حالت مختلف بررسی شده است. متغیرهای فرآیند شامل 3 حالت درصد وزنی ذرات چوب (10-20-30) و همچنین 10 حالت نیروی پیش¬کشیدگی الیاف ممتد (0-20-40-60-80-100-120-140-160-180-200 نیوتن) بوده اند. برای ارزیابی خواص مکانیکی کامپوزیت¬های تزریق شده از آزمونهای کشش و خمش استفاده شده است. در تمام آزمایشات اولیه، بیروی ریختگی مذاب از اطراف الیاف ممتد شیشه به وضوح دیده شد. جهت رفع این مشکل، فرآیند تزریق به صورت سه مرحله¬ای انجام شد. مقطع برش خورده از محصول نهایی گویای موقعیت دقیق الیاف ممتد در قطعه تزریقی، علیرغم فشار بالای فرایند تزریق بود. نتایج آزمون کشش نشان داد که وجود الیاف ممتد شیشه باعث افزایش بالای 60 درصدی در مقدار استحکام کششی و حدود 50 درصدی در مدول کششی شده است. البته ایجاد پیش¬تنیدگی بر اساس پارامترهای متغیر مفروض در این تحقیق، تاثیری در خواص کششی کامپوزیت تقویت شده نداشت. ایجاد پیش¬تنیدگی 200 نیوتنی، در کامپوزیت¬های 10% وزنی چوب تاثیری در مدول خمشی نداشته، ولی در کامپوزیت¬های 30% وزنی چوب باعث افزایش تقریبا 13 درصدی در مقدار مدول خمشی شد. همچنین هیچ افزایشی در استحکام خمشی کامپوزیت در اثر ایجاد پیش¬تنیدگی در الیاف، مشاهده نشد. البته وجود الیاف ممتد در داخل قطعات تزریقی، مانع شکست ناگهانی چوب پلاستیک در خمش شد. در انتها به منظور تحلیل پیش¬تنیدگی در چوب پلاستیک، آزمون راحتی تنش بر روی چوب پلاستیک 20% وزنی چوب انجام شد. بر اساس نتایج تجربی و تحلیل تئوری صورت گرفته، حدود 6 ساعت پس از تزریق قطعات پیش¬تنیده، تنش فشاری ایجاد شده در ماتریس چوب پلاستیکی به صفر میل کرده است. بنابراین خواص ویسکوالاستیک چوب پلاستیک¬های تزریقی، مهمترین دلیل برای عدم تاثیر پیش¬تنیدگی در خواص مکانیکی کامپوزیت بوده است.

چکیده: پایان¬نامه به تحقیق و بررسی تولید فوم کامپوزیت¬های چوب پلاستیک تجدیدپذیر (سبز) تقویت شده توسط الیاف ممتد شیشه در فرآیند قالب گیری تزریقی می پردازد. برای انجام این تحقیق از پلیمر نشاسته به عنوان پلیمر سبز و الیاف شیشه نوع e به عنوان تقویت کننده استفاده شد. هدف این تحقیق بررسی امکان پذیری افزایش استحکام این کامپوزیت ها همزمان با کاهش وزن می باشد. متغیرهای این تحقیق عبارتند از درصدهای وزنی مختلف چوب (15، 30 و 45 درصد)، حجم تزریق (80، 85، 90، 95 و 100 درصد حجم قالب) و الیاف ممتد شیشه ( وجود الیاف و نبود الیاف شیشه). طراحی آزمایش به صورت فاکتوریل کامل انجام شده و 30 حالت مختلف بررسی شده است. پس از تولید فوم کامپوزیت تقویت شده با الیاف ممتد تک جهته و متقارن، به بررسی خواص مکانیکی کامپوزیت ها از طریق آزمون های خمش، کشش، چگالی و آزمون میکروسکوپ روبشی الکترونی (برای مشاهده ی ساختار سلولی) پرداخته شد. نتایج این تحقیق نشان می دهدکه با افزایش درصد وزنی چوب از 15 درصد تا 30 درصد چوب، ضخامت پوسته فوم نشده کاهش و چگالی سلولی افزایش می یابد. برای نمونه های با 45 درصد وزنی چوب، افت شدیدی در ساختار ریز سلولی ایجاد می گردد. به عبارت دیگر بهترین ساختار فوم در کامپوزیت با 30 درصد وزنی چوب اتفاق می افتد. از طرفی، ساختار ریزسلولی محصولات فوم کامپوزیت چوب پلاستیک به شدت متاثر از حجم تزریق می باشد، بدین نحو که برای نمونه های فوم تولید شده، بیشترین میزان چگالی سلولی را در بین همه ی حجم های تزریق، نمونه های با حجم تزریق 90 درصد دارا می باشند. همچنین این نمونه ها کمترین میزان ضخامت پوسته فوم نشده پس از حجم تزریق 80 درصد را به خود اختصاص دادند. با افزایش درصد وزنی چوب و همچنین حجم تزریق، چگالی نمونه ها نیز افزایش می یابد. استحکام خمشی قطعات فوم شده کمتر از قطعات فوم نشده بود و با افزایش درصد چوب کاهش یافت. وجود 61/1% الیاف ممتد شیشه در نمونه های فوم نشده باعث افزایش بالای 60 درصدی استحکام کششی نسبت به نمونه های فوم نشده ی بدون الیاف شده است. فوم شدن نه تنها هیچ اثر مخربی بر اثر تقویت بخشی الیاف نداشته بلکه در حالت فوم شده، وجود الیاف باعث افزایش تقریبا 100 درصدی در استحکام کششی نمونه ها شده است. لیکن نکته قابل توجه این است که با افزایش درصد وزنی چوب از 15 درصد به 30 درصد، میزان افت استحکام نمونه های فوم شده نسبت به نمونه های فوم نشده کمتر بود. مهمترین پارامتر این تحقیق، که به بررسی امکان جبران کاهش استحکام کششی در اثر فوم شدن با استفاده از الیاف تقویت کننده ممتد می پردازد، استحکام کششی ویژه بود. نتایج افزایش بالای 50 درصدی استحکام کششی ویژه را در نمونه های فوم شده و تقویت شده با الیاف پیوسته نسبت به نمونه های غیر فوم شده بدون الیاف نشان می دهد. واژگان کلیدی: کامپوزیت چوب-پلاستیک سبز، فوم کامپوزیت چوب پلاستیک، قالبگیری تزریقی، الیاف ممتد شیشه، پلاستیک تجدیدپذیر (سبز)، استحکام کششی ویژه.

در این تحقیق روشی برای ارتقای استحکام کامپوزیت‏های چوب پلاستیک تولید شده به روش اکستروژن معرفی می‏شود. در این روش از روینگ پیوسته‏ شیشه همزمان در فرایند اکستروژن برای تقویت زمینه چوب پلاستیک استفاده می‏شود. ذرات چوب در قطعات چوب پلاستیک به منظور کاهش هزینه‏ استفاده می‏شوند، که در عین حال سبب کاهش چشم‏گیر استحکام می‏گردند (هرچند سفتی را افزایش می‏دهند). به همین دلیل استفاده از این قطعات در برخی کاربردهای ساختاری با محدودیت مواجه است. در این تحقیق تجربی، از الیاف پیوسته تقویت‏کننده، همزمان در تولید اکستروژن کامپوزیت‏های چوب پلاستیک استفاده شده است. نوآوری این پایان‏نامه در طراحی دای مدولار تولید پروفیل‏های مختلف و روش استحکام‏بخشی با استفاده از روینگ های شیشه ممتد در داخل کامپوزیت چوب پلاستیک می باشد. دای مدولار مناسب برای تولید پروفیل‏های i، u و مستطیلی شکل طراحی و ساخته شد و سپس موقعیت‏دهی الیاف به داخل دای انجام گردید. متغیرهای این تحقیق عبارتند از: درصد وزنی چوب (50-60)، تعداد روینگ‏های شیشه (0-2-4) و نوع پروفیل (i-u-مستطیلی). به استثنای کامپوزیت‏های 50 درصد وزنی چوب در بقیه حالات کامپوزیت‏ مطلوب تولید نشد. برای ارزیابی خواص مکانیکی کامپوزیت های اکسترود شده از آزمون خمش استفاده شده است. بیشترین بهبود در استحکام خمشی نمونه i شکل 23 %، نمونه u شکل 33 % و برای نمونه مستطیلی شکل 58 % بدست آمد. همچنین نتایج بدست آمده از شبیه‏سازی عددی برای نمونه‏های i شکل تقویت شده و تقویت نشده در نرم‏افزار آباکوس، تطابق قابل قبولی با نتایج تجربی داشته است. علاوه بر این شکست ناگهانی در بیشتر نمونه‏های تقویت شده مشاهده نشد.

در سال های اخیر توجه به ورق های کامپوزیتی موج دار به دلیل نسبت جرم به سفتی پایین، خاصیت جذب انرژی بالا و نسبت سفتی های کششی و خمشی عرضی به طولی بسیار بالای آن ها جهت استفاده در پوسته های انعطاف پذیر موسوم به پوسته های مورفینگ افزایش یافته است. از چالش های مهم در استفاده از ورق های کامپوزیتی موج دار، ساخت قطعات با خواص مکانیکی بالا، کیفیت مطلوب، دقت ابعادی و هندسی قابل قبول و در عین حال ارزان قیمت است. در این پایان نامه فرآیند مکشی یا قالب گیری انتقالی رزین به کمک خلاء به عنوان جایگزینی برای فرآیند های موجود به خصوص فرآیند لایه گذاری دستی در ساخت ورق های کامپوزیتی موج دار جهت استفاده در پوسته های مورفینگ استفاده شده است. به دلیل هندسه ی خاص ورق های کامپوزیتی موج دار و وجود فرورفتگی ها، برآمدگی ها و گوشه های زاویه دار در آن ها، حرکت رزین در این ورق ها دشوار می باشد که با بررسی و بهینه سازی پارامترهای موثر در فرآیند مکشی، شرایط بهینه برای این کار مشخص گردید. ابتدا نمونه هایی با فرآیند لایه گذاری دستی ساخته شد. سپس برای بهبود خواص مکانیکی نمونه ها از فرآیند مکشی برای ساخت استفاده گردید که با توجه به شکل هندسی ورق های کامپوزیتی موج دار به عنوان روش اول، رزین در جهت موج به داخل قالب کشیده شد که باعث در تله افتادن رزین در فرورفتگی ها و نامطلوب شدن شکل هندسی موج گردید. در راهکار دوم از مکش رزین در جهت عرضی موج استفاده شد که نمونه های اولیه به دلیل اینکه رزین از روی برآمدگی ها به داخل فرورفتگی ها ریخته و تمایل به حرکت در فرورفتگی ها بیشتر بود، معیوب شدند. برای رفع این مشکل در روشی ابتکاری از لایه توزیع چند تکه استفاده شد که این کار باعث بهبود کیفیت و خواص نهایی نمونه ها گردید و به عنوان راهکار نهایی انتخاب شد. برای مشخص کردن میزان افزایش خواص مکانیکی نمونه های مکشی نسبت به نمونه های دستی آزمون کشش، آزمون خمش و آزمون تعیین درصد حجمی حباب و الیاف انجام شد. سپس با استفاده از روابط تحلیلی موجود و شبیه سازی در نرم افزار اجزای محدود abaqus تأثیر پارامترهای هندسی موج بر سفتی های کششی و خمشی در جهات طولی و عرضی مورد بررسی قرار گرفته و با هم مقایسه شده اند. همچنین نتایج تجربی نیز با نتایج تحلیلی مورد مقایسه قرار گرفته اند. نتایج به دست آمده نشان دهنده آن است که مکش رزین در جهت عرضی موج ها و استفاده از لایه توزیع چند تکه باعث بالا رفتن کیفیت سطح، یکنواختی ضخامت، افزایش سرعت ساخت، بهبود شکل هندسی موج و همچنین کاهش درصد حجمی حباب و افزایش درصد حجمی الیاف نسبت به مکش رزین در جهت طول موج و فرآیند لایه گذاری دستی می شود. خواص مکانیکی قطعات ساخته شده توسط فرآیند مکشی در جهت عرضی موج ها، بالاتر از قطعات مشابه ساخته شده با فرآیند لایه گذاری دستی می باشد به طوری که در آن ها درصد حجمی الیاف، سفتی های کششی و خمشی، نیروی قابل تحمل و میزان تغییر شکل نهایی افزایش و درصد حجمی حباب کاهش پیدا کردند. همچنین نتایج به دست آمده از روابط تحلیلی و اجزای محدود با درصد خطای قابل قبولی با نتایج تجربی مطابقت داشته و توانایی پیش بینی سفتی های کامپوزیت های موج دار را دارا می باشند.

در پایان نامه حاضر، روش آشکارسازی مستقیم، به منظور بررسی کیفی و کمی جریان در حین پرشدن حفره های یک قالب تزریق پلاستیک در فرآیند قالبگیری تزریقی به کمک گاز به کار گرفته شده است. در قالبگیری تزریقی به کمک گاز برای قالبهای چند حفره ای، پر شدن حفره ها به طور یکنواخت یک مسئله و محدودیت می باشد و باعث حالت غیر تعادلی(unbalanced) در قالب می شود. با در نظر گرفتن اینکه نرم افزار ها قدرت و دقت کافی را در تحلیل مناسب فرآیند ندارند، محققان همواره به دنبال رویت پدیده و درک آنها می باشند تا ابهامات موجود را با آشکارسازی رفع نمایند. یک سامانه کامل آشکارسازی و مشاهده فرآیند پس از تزریق گاز به درون راهگاه اصلی در قالب چند حفره ای، و ورود گاز به درون حفره ها و بررسی رفتار مذاب پلیمری پیاده سازی شد. همچنین در این تحقیق اثر پارامترهای فرآیندی بر پهنای کانال گاز ایجاد شده و طول نفوذ گاز و همچنین حجم خالی شدن حفره ها به صورت تجربی مورد مطالعه قرار گرفت. پارامترهای مورد مطالعه در این پایان نامه فشار گاز تزریقی، زمان تاخیر تزریق گاز، مدت زمان نگهداری فشارگاز و دمای پلیمر به عنوان پارامترهای متغیر، و فشار تزریق پلیمر و زمان تزریق پلیمر و دمای قالب به عنوان پارامترهای ثابت در نظر گرفته شده است. قالب مورد نیاز به صورت دو حفره ای طراحی و ساخته شد. روش آزمایش فاکتوریال کامل برای طراحی سطوح آزمایش مورد استفاده قرار گرفت. همچنین از روش تزریق ناقص پلیمر در حفره ها با ماده پلیمری بی شکل پلی استایرن(مناسب جهت تصویر برداری جریان گاز) استفاده شد. تصاویر بدست آمده از آزمایش ها به طور واضح نحوه جریان مذاب پلیمری و نحوه پرشدن حفره ها را نشان می دهد. با استخراج نتایج کمی از تصاویر، پارامترهای موثر در فرآیند مورد شناسایی قرار گرفتند. نتایج آزمایش ها نشان داد که بیشترین عرض کانال گاز و حجم حفره ها مربوط به فشار گاز تزریقی بهینه (35 بار) و کمترین زمان تاخیر (1ثانیه) است. همچنین کمترین دمای پلیمر(200 درجه سانتیگراد) و نیز زمان نگهداری 4 ثانیه برای دستیابی به بیشترین عرض کانال گاز ضروری است. در بین پارامترهای مورد مطالعه زمان تاخیر تزریق گاز و فشار گاز بیشترین اثر را در پهنای کانال گاز و حجم حفره ها دارند. همچنین زمان نگهداری فشار گاز کمترین تاثیر را نسبت به سایر پارامترها دارد. از دیگر نتایجی که از این تحقیق بدست آمد این است که در قالبهای چند حفره¬ای نامتعادل، فشار گاز تزریقی نمی تواند سبب ایجاد تعادل در قالب شود ولی سبب برطرف کردن عیب اعوجاج قطعه شد

یکی از مرسوم ترین روشهای تولید قطعات کامپوزیتی پالتروژن است. هرچند این روش اغلب برای تولید کامپوزیت های بر پایه پلیمرهای گرما سخت مرسوم تر است، اما پلیمرهای گرماسخت برای محیط زیست زیان-آور است و مدت زمان زیادی در محیط باقی می¬ماند. برای بهبود اثرات زیست محیطی، در این پایان نامه به بررسی تولید محصولات لوله¬ای با الیاف طبیعی جوت و پلاستیک گرمانرم طبیعی نشاسته پرداخته شده است و سپس محصولات تولید شده با محصولات کامپوزیتی تولید شده بر پایه پلیمر پلاستیک گرمانرم پلی اتیلن با چگالی بالا مقایسه شده است. یکی از مشکلات استفاده از الیاف جوت آغشته سازی آن است زیرا رشته¬های الیاف در یک زاویه¬ای به هم بافته شده¬اند که اجازه¬ی نفوذ پلاستیک بین این رشته¬ها و آغشته سازی مناسب را نمی¬دهد .از طرف دیگر استحکام الیاف جوت کم می باشد. در این پژوهش ابتدا الیاف جوت با قالب مخصوص اکستروژن با مذاب پلاستیک آغشته و پیش آغشته مفتولی تهیه می¬شود. سپس این پیش¬آغشته¬ها در کنار هم با استفاده از قالب لوله¬ای پالتروژن به محصول لوله¬ای تبدیل شد. برای تولید پیش¬آغشته¬های مفتولی از الیاف جوت یک رشته، دو رشته و سه رشته استفاده شده است تا تاثیر افزایش الیاف بر روی خواص مکانیکی بررسی شود.میزان کاهش استحکام از سه لایه به تک لایه¬ی آغشته شده 66% می¬باشد. همچنین الیاف سه لایه جوت درون قالب مخصوص اکستروژن از روی یک پین، سه پین و بدون پین عبور داده شد و نشان داده شد که با عبور از روی پین، استحکام کششی 19% کاهش ولی مدول الاستیسیته به میزان 40% افزایش یافته است. برای بدست آوردن استحکام بیشتر در محصولات لوله¬ای از پیش¬آغشته¬های سه لایه¬ای با استحکام بیشتراستفاده شد. در تولید محصول لوله¬ای از تعداد پیش¬آغشته¬های 18، 20 و 22 و از دو سرعت کشنده پالتروژنی متفاوت استفاده شده است.این نتیجه حاصل شد که با افزایش تعداد پیش¬آغشته¬ها در محصول لوله¬ای استحکام کششی22% و استحکام خمشی62% افزایش یافته است. با افزایش سرعت کشنده استحکام نمونه¬ها کاهش یافته است. نتایج به دست آمده با قانون مخلوط ها مقایسه شد و با این قانون مطابقت داشت.

چکیده ندارد.

چکیده ندارد.

تحقیق حاضر نتیجه مطالعات آزمایشگاهی بر روی بررسی تأثیر ساختمان نخ هیبریدی (از نظر تغییر نسبت نخ شیشه به نخ پلی پروپیلن موجود در آن) بر مشخصات مکانیکی قطعه کامپوزیتی ترموپلاستیک تهیه شده از آن، به روش پرس گرم می باشد. برای این منظور 3 نخ هیبریدی side by side(sbs) با نسبت های نخ شیشه به نخ پلی پروپیلن 1:1، 2:1 و 3:1 تهیه شد. با استفاده از هریک از این نخ ها، به طور جداگانه پارچه های تک جهته و پارچه های کشباف (نیتینگ) بافته شد، سپس این پارچه ها به روش پرس گرم، قالبگیری و قطعات کامپوزیتی ترموپلاستیک از آنها تهیه شد. نتایج نشان داد: با تغییر درصد اجزاء نخ هیبریدی sbs به کار رفته در بافت پارچه ها، به علت افزایش درصد حجمی الیاف شیشه موجود در قطعات (در قطعات تک جهته از 25% به 51% و در قطعات نیتینگ از 26% به 52%)، خواص مکانیکی (استحکام کششی، استحکام خمشی و مدول الاستیسیته) افزایش و در مقابل میزان کرنش و تغییر شکل آنها به طور متوسط کاهش یافت. همچنین با افزایش درصد حجمی الیاف شیشه در قطعات، درصد حجمی حباب (void) موجود در آنها افزایش یافت، که این افزایش در قطعات نیتینگ بیشتر از قطعات تک جهته بود، به طوریکه درصد حجمی حباب موجود در قطعه نیتینگ تهیه شده از نخ هیبریدی sbs با نسبت 3:1، در حدود 2% بالاتر از قطعه تک جهته تهیه شده با همان نخ هیبریدی می باشد، از طرفی با کاهش تراکم حلقه، در پارچه های نیتینگ درصد حجمی حباب در قطعات تهیه شده از آنها افزایش یافت.

چکیده: عمده ترین دلیل استفاده از نخ هیبرید در ساخت کامپوزیت های پایه پلیمری ترموپلاستیک ، جبران نمودن اثر ویسکوزیته بالای رزین ترموپلاستیک و نزدیک نمودن ماتریس به فایبر می باشد. نخ هیبرید با در بر داشتن الیاف تقویتی و الیاف ترموپلاستیک به عنوان رزین یک روش جدید در تهیه کامپوزیت های ترموپلاستیک با آغشتگی بالا است. برای ساخت و آزمایش این نوع نمونه ها نیاز به طراحی قالب با سیستم کنترل دمای مناسب است. به منظور تهیه این نوع کامپوزیت ها با استفاده از پرس گرم با اعمال حرارت به پریفرم داخل قالب همراه با فشار در زمان پروسه، نمونه سازی انجام می شود. سپس با تغییر شرایط و مقدار سه پارامتر مهم فشار ، دما و زمان فرآیند اقدام به بهینه سازی خواص مکانیکی نمونه می شود. در تحقیق حاضر به بررسی ساخت کامپوزیت پلی پروپیلن /شیشه با بافت تک جهته و نیتینگ و با تحلیل نتیجه تغییرات شرایط فرآیند قالبگیری بر روی خواص آن انجام شده است. ساخت کامپوزیت ترموپلاستیک با الیاف هیبریدی علاوه بر امکان استفاده از فرآیند پرس گرم، با استفاده از پیش گرمایش نمونه نیز انجام پذیر است. با انجام آزمایشات علاوه بر به دست آمدن مقادیر بهینه قالبگیری خواص قطعه در قالبگیری به روش پیش گرمایش نمونه، ضعیف تر از خواص قطعه قالبگیری شده با پرس گرم به دست آمده است. همچنین بهترین نتایج قالبگیری با استفاده از اعمال فشار نوسانی حاصل شده است.

در این پایان نامه یک مخزن تمام کامپوزیتی از جنس الیاف کربن آغشته به رزین اپوکسی با ابعاد مشخصی طراحی و در نهایت نمونه ای از آن مخزن ساخته و تست گرفته شد. هدف این تحقیق رسیدن به نسبت جرم به حجم بهینه بر مبنای روش ساخت ممکن و تحمل فشار ثابت می باشد. ابتدا با استفاده از معادلات مربوط به ضخامت و زاویه الیاف برای هر یک از مسیرهای پیچش، در نظر گرفتن عدم لغزش، ملاحظات ساخت و تعیین خواص ماده با استفاده از حلقه کامپوزیتی، شرایط مدل سازی مخزن بدست آورده می شود. با به کار گیری معادلات پایه ای برای تحلیل کامپوزیت ها در هر مسیر پیچش برای هندسه انتخابی، معیار شکست منفی شد. سپس با استفاده از بسته نرم افزاری abaqus با وجود تحلیل درست، به مقادیر عددی متفاوت ضخامت با مقادیر موجود در منابع تئوری و عملی دست یافته شد. در ادامه برای اعمال دو پارامتر کشش در الیاف و شکست تدریجی یک برنامه اجزا محدود طبق الگوریتمی نوشته شد. در این برنامه اجزا محدود که از معادلات حاکم بر المان های تقارن محوری دو بعدی بهره برده است، علاوه بر اعمال پارامترهای ذکر شده، با به کارگیری روش های شکست لایه اول و شکست لایه آخر نتایج قابل قبولی منتج شد. در نهایت با تهیه لاینر با شرایط هندسی طراحی شده و با استفاده از یک دستگاه رشته پیچی، مخزن مورد نظر ساخته و سپس تست ترکیدگی بر روی آن انجام شد. با توجه به تفاوت های موجود در ساخت و طراحی، فشار ترکیدگی بدست آمده با فشار طراحی اختلاف قابل قبولی را نشان می دهد. برای تطابق بیشتر نتایج می بایست هم شرایط ساخت و هم تحلیل به سمت شرایط ایده آل میل کنند. همچنین پارامترهای تحلیلی دیگری از جمله پدیده تورق نیز بایستی در طراحی در نظر گرفته شود.

در این پایان نامه جایگزینی کاور فلزی بدنه با مواد کامپوزیتی و بهبود عملکرد مکانیکی (استحکام و سفتی) کامپوزیت الیاف پارچه مسطح شیشه-اپوکسی مورد مطالعه قرار گرفته است. هدف از جایگزینی کاهش وزن قطعه، کاهش مراحل مونتاژ و بهبود خواص مکانیکی است. برای جایگزینی کامپوزیت بجای فلز، مشخصات و ترکیب لمینیت تعیین گردید. این مشخصات شامل ضخامت، تعداد لایه و زاویه چیدمان لایه هاست. مشخصات مکانیکی کامپوزیت ها بصورت تجربی از تست های کششی، خمشی و ضربه با زاویه الیاف°0 و°45 تعیین گردید. مشخصات فیزیکی؛ درصد حباب، درصد حجمی و وزنی الیاف نیز برای چیدمان های مختلف بدست آمد. لمینیت های مختلف با محاسبه ماتریس سفتی، abd و مدول معادل شان مورد بررسی قرار گرفت. براساس ضریب مرغوبیت انتخاب شده، لمینیت با زاویه الیاف °0 درجه برای جایگزینی مناسب دیده شد. نمونه فلزی و نمونه کامپوزیتی با تعداد لایه و زوایای مختلف تحت ضربه کم سرعت مدلسازی و تحلیل گردید. میزان جذب انرژی لمینیت های مختلف با نمونه فلزی مورد مقایسه قرار گرفت. میزان جذب انرژی نمونه کامپوزیتی با چیدمان بهینه، 1.8 و چیدمان بهینه با طرح تقویتی، 2.4 برابر نمونه فلزی است. مناسب ترین چیدمان با توجه به پارامترهای طراحی و تحلیل جهت ساخت نمونه کامپوزیتی انتخاب گردید. برای ساخت نمونه کامپوزیتی، قالب کامپوزیتی از نمونه اولیه فلزی ساخته شد. برای کاهش دور ریز مواد اولیه در مرحله ساخت، یکنواختی ضخامت، کاهش چروکیدگی و در نتیجه کاهش حباب، پریفورمی از مدل سه بعدی تهیه گردید. نمونه کامپوزیتی ساخته شده کاهش وزن 42%، کاهش مراحل تولید، مونتاژ و مشکلات ناشی از آن را در مقایسه با نمونه فلزی نشان داد.