نام پژوهشگر: پیام سراییان
پیام سراییان محمد گلزار
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.
پیام سراییان محمدکاظم بشارتی گیوی
کشش عمیق یکی از فرآیندهای شکل دادن فلزات می باشد که امکان تولید قطعات متنوعی را در صنایع مختلف ایجاد کرده است . در این فرآیند پارامترهای مختلفی نظیر اصطکاک ، روانکاوی، عمق کشش ، شعاع سر سنبه و لبه ماتریس و مقدار نیروی نگه دارنده لقمه بر انجام موفق فرآیند موثر بوده و کیفیت نهائی محصولات را تعیین می کند. خوردگی نیز یکی از معایب مهم قطعاتی است که با مواد خورنده مانند اتمسفر، رطوبت ، آب دریا، مواد اسیدی و بازی و ... در تماس هستند همچنین مقدار خوردگی یک قطعه با مواردی مانند روش تولید، جنس قطعه، محیط خورنده و غیره ارتباط دارد. با توجه به موارد مذکور، در این پژوهش حاضر اثر شعاع انحنا سنبه بر روی مقاومت خوردگی ورق در فرآیند کشش عمیق بررسی گردیده است . به این منظور ابتدا ورق فولاد کم کربن نورد شده تهیه گردیده و برای اطمینان از فلز خریداری شده آزمایش کوانتومتری روی آن انجام گرفت . سپس لوحهایی با قطر مناسب بریده شدند و پس از انجام محاسبات و تعیین پارامترهای مورد نیاز قالب کشش مورد نظر طراحی و نقشه های مهندسی آن ترسیم شده و قالب ساخته گردید. پس آزمایشهای عملیات کشش فنجان مطابق با استاندارد سوئیفت بر روی آنها انجام شد. بعد از آماده شدن نمونه های کشش عملیات آماده سازی و توزین جهت آزمایش خوردگی روی نمونه ها انجام گردید و نمونه ها در محلول 3/5 درصد نمک طعام غوطه ور گردیدند. نتایج بدست آمده از آزمایشات عبارتند از اینکه ورق st 14 (aisi 1.0338 ) در بالاترین و کوچکترین شعاع ماتریس و سنبه قابلیت کشش دارد و هیچگونه چین خوردگی یا پارگی نخواهیم داشت . ساختار میکروسکوپی قسمتهای مختلف نمونه کشش براثر کار سرد و تغییر شکل سرد تغییر کرده بودند. اولین نقاط خوردگی پدید آمده در کف ظرف بودند. در بعضی مناطق نمونه ها، جهت اولیه نورد ورق، در جهات خوردگی موثر هستند. مقداری مشخص کار سرد باعث افزایش مقاومت به خوردگی می شود. با کاهش شعاع انحنا سنبه به جز شعاعهای خاص ، کاهش مقاومت به خوردگی دیده می شود. و در نهایت می توان گفت که با افزایش شعاع سنبه کار سرد افزایش پیدا نمی کند بلکه فقط با آن تناسب دارد و عواملی دیگر نیز دخیل هستند.