امروزه مواد کامپوزیتی به علت خصوصیات بارز و قابل توجهی که از خود نشان می دهند بسیار مورد توجه تولید کنندگان در صنعت قرار گرفته اند. آزمایش چندین باره ی فرایند تولید برای تولید قطعه ای بی عیب و نقص به علت دخیل بودن عوامل متعدد در روند تولید نیز هزینه بر خواهد بود. استفاده از روش های cad در روند قالب ریزی این مواد بسیار مورد توجه قالبکاران قرار گرفته به طوری که نرم افزارهای شبیه سازی برای دقیق تر کردن پیش بینی های خود در حال پیشی گرفتن از یکدیگرند. در این تحقیق، از نرم افزار مهندسی تجاری moldflow plastic insight (mpi) برای شبیه سازی قالب-ریزی کاور موتور اتومبیل تویوتا طی روند resin transfer molding (rtm) استفاده شد. از روند انتقال رزین (rtm) در تولید کامپوزیت های استحکام یافته به ویژه گرماسخت های تقویت شده استفاده می شود. روند قالب ریزی قطعه ی مورد بررسی تحت تأثیر پارمترهای فرآیندی، موادی و هندسی تولید مورد بررسی قرار گرفت. نقش هر تغییر در روند تولید بر روی محصول نهایی بررسی شد به نحوی که از تولید قطعه ای با استحکام پایین و فیزیک نامشخص جلوگیری به عمل آید. نقش هر یک از پارامترهای روند تولید بر روی اثر گذارترین فاکتورهای فرایند تولید انتقال رزین یعنی جهت-گیری الیاف درون قالب و نحوه ی اثرپذیری آنها، خطوط جوش به وجود آمده حین تزریق قالب و اعوجاج نهایی قطعه بررسی و نتایج اعلام گردید. تأثیر پارامترهای فرآیندی تولید بر نحوه ی جهت گیری الیاف برای یافتن بهترین حالت، پارامترهای موادی بر کاهش انقباض و اعوجاج نهایی قطعه و پارامترهای هندسی برای کم تر کردن حجم و ناحیه ی قرارگیری خطوط جوش درون قالب مورد بررسی قرار گرفت. واژگان کلیدی : قالبریزی انتقال رزین، نرم افزار moldflow، جهت گیری الیاف درون قالب، خطوط جوش، انقباض و اعوجاج نهایی قطعه

امروزه مواد ترموپلاستیک در طیف گسترده ای از کاربردهای مهندسی مورد استفاده قرار می گیرد. علی رغم قابلیت شکل پذیری و فرایند پذیری بالای این مواد، برای تولید قطعات بزرگ و یا پیچیده معمولا ناگزیر از استفاده از روش های اتصال قطعات نظیر جوشکاری هستیم. در سال های اخیر تلاش های زیادی برای بهبود روش های موجود جوشکاری و ایجاد روش های نوین صورت گرفته است. جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی نقطه ای یکی از انواع روش های جوشکاری اصطکاکی چرخشی می باشد که از روش جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی fsw)) مشتق شده است. فرایند fsw در بسیاری از آلیاژهای فلزی استفاده شده است و مستندات و اطلاعات خوبی در این مورد برای آنها وجود دارد. البته این اطلاعات برای مواد ترموپلاستیک بسیار ناچیز می باشد. تحقیقات نشان می دهد که سه منبع اصلی تولید حرارت در این فرآیند وجود دارد. اصطکاک شانه ابزار با قطعه کار، اصطکاک پین ابزار با قطعه کار و کار پلاستیک وجود دارد. در مدل سازی های حرارتی که برای مواد فلزی صورت می گیرد از حرارت تولیدی ناشی از اصطکاک پین با ابزار و کار پلاستیک صرف نظر می شود. علی رغم اینکه بررسی تجربی پارامتری اطلاعات مفیدی در مورد خواص مختلف مکانیکی و ساختاری جوش می دهد، ولی بررسی رفتار فرآیند و داده هایی نظیر توزیع دما و نقش حرارتی ابزار و ناحیه تحت تاثیر حرارت با آن دشوار و بسیار پر هزینه می باشد. در حالی که با استفاده از یک مدل حرارتی مناسب می توان این داده ها را استخراج کرده و حتی اطلاعات مناسبی در مورد توزیع تنش، تنش های اصلی و تنش های پسماند بدست آورد. علاوه بر آن با در دست داشتن یک مدل مناسب می توان داده های مناسبی از فرآیند قبل از انجام آزمایش به دست آورد و جوشکاری مواد دیگر را تنها با تغییر خواص و رفتار مود بررسی قرار داد. در این پژوهش جوشکاری دو پلیمر pmma و abs با روش جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی نقطه ای و پارامترهای موثر بر آن به منظور بررسی شده و یک مدل سازی حرارتی از آن در شرایط بهترین استحکام جوش به دست آمده انجام شد. بدین منظور یک مدل سازی حرارتی اولیه با صرف نظر از نقش حرارتی پین انجام شد. نتایج نشان داد که ماکزیمم دمای قطعه کار در حین فرآیند زیر دمای شیشه ای شدن ماده می باشد که نشان می دهد این مدل برای جوشکاری مواد ترموپلاستیک کارامد نمی باشد. در ادامه با استفاده از یک رابطه جداگانه حرارت ناشی از پین ابزار نیز به مدل اضافه شد. نتایج توزیع حرارتی و بررسی نفوذ حرارت در قطعه نشان دهنده یک توزیع حرارتی مناسب برای انجام جوشکاری بود. در ادامه اثر پارامتر های زمان نگهداری، سرعت دورانی ابزار و نرخ نفوذ ابزار بر روی خواص مکانیکی جوش pmma با abs بررسی شد. برای انجام این کار یک ابزار بهبود یافته مجهز به یک صفحه کمکی عایق طراحی و ساخته شد. سپس برای هرکدام از پارامتر ها در سه سطح نمونه هایی تهیه شد. برای بررسی اثر پارامتر ها بر روی استحکام جوش نمونه ها تحت آزمایش برش روی هم قرار گرفتند. نتایج تست برش روی هم نشان داد که افزایش زمان نگهداری استحکام جوش را افزایش می دهد. همچنین با افزایش نرخ نفوذ ابزار استحکام جوش کاهش یافت

جوشکاری قوسی دستی با الکترود روپوش دار یکی ازجوشکاری های رایج در صنعت می باشد. یکی از خواص مکانیکی فلزات سختی می باشد. سختی ممکن است مثل برخی از خواص مکانیکی دیگر مثل استحکام کششی مهم نباشد ، اما آزمایش سختی ، سریع و کم هزینه بوده در حالیکه آزمایش استحکام کششی پرهزینه می باشد. با داشتن مقدار سختی فولادها می توان مقدار استحکام کششی آنها را تخمین زد. و نیز احتمال بروز تنش ها را در جوشکاری پیش بینی کرد. لذا بررسی کردن وضعیت سختی جوشکاری در فولادها حایز اهمیت است. عامل هایی از قبیل پیش گرمی ، پس گرمی ، شدت جریان ، ولتاژ ، حرارت ورودی و تنش های پسماند بر روی سختی در تحقیقات محققان بررسی شده است. در این پایان نامه هم تأثیر چهار عامل ضخامت، الکترود ، حرارت و شدت جریان بر روی سختی بررسی شده است. و هر عامل در سه سطح در نظر گرفته شده اند. ازآنجاییکه در نظر گرفتن کلیه حالت های چهار عامل با سه سطح 81 آزمایش می شود که از نظر هزینه و زمان انجام آنها مقرون به صرفه نخواهد بود ، با استفاده از روش تاگوچی و استفاده از آرایه متعامد l27 آزمایشات طراحی و انجام شدند. مزیت این روش انجام آزمایش این است که تعداد آزمایشات به یک سوم کاهش یافته است. در این پایان نامه نمونه های فولادی st37 با جوشکاری قوسی با الکترود دستی جوشکاری شدند. در نهایت سختی نمونه ها براساس استاندارد hrb اندازه گیری شدند و با استفاده از تحلیل تاگوچی و آنالیز واریانس در نرم افزار minitab عوامل موثر بر سختی فلز جوش نمونه ها شناسایی شدند. که در بین عوامل ، ضخامت از همه عوامل دیگر موثرتر شناخته شد و الکترود و شدت جریان بعد از ضخامت عوامل موثر بعدی شناسایی شدند و در این بین عامل حرارت عامل غیر موثر شناخته شد. نتایج هم چنین نشان می دهد که تنها عامل موثر بر سختی در منطقه متأثر از حرارت عامل ضخامت می باشد. برای تعیین رابطه بین عوامل موثر و سختی از نرم افزار spss استفاده شد که برای هر الکترود یک رابطه تعیین شد و در نهایت برای بهینه کردن مقدار سختی با استفاده از نرم افزار lingo برای هر الکترود مقدار بهینه شدت جریان و ضخامت برای حداکثر سختی نیز تعیین گردید. کلمات کلیدی : سختی ، جوشکاری قوسی باالکترود دستی ، فولاد st37 ، تاگوچی ، آنالیز واریانس ، رگرسیون غیر خطی

پیشرفتهای روزبه روز بوجود آمده و نیازهای خاص به منظور رسیدن به کیفیت خوب، مهندسین و محققین را ملزم می سازد تا پا به عرصه تازه ای از بکارگیری روشهای جوشکاری بگذارند.وجود روشهای جوشکاری متنوع در پلاستیک ها، از جمله استفاده از حرارت به صورت مستقیم یا غیر مستقیم به دلیل مشکلات زیاد، همچون اختلاط ضعیف، ایجاد دوده و کیفیت ضعیف در محل جوش، باعث از بین رفتن کیفیت درز جوش می شود. در جوشکاری های مهندسی، وجود عیب ریشه از جمله مشکلات اساسی به شمار می رود که ما را ملزم به استفاده از روش نوین جوشکاری می نماید. جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی از جمله این روش ها می باشد که جز دسته جوشکاری های نوین و مهندسی به شمار می رود. در انجام این فرآیند به ابزار بسیار ساده ای احتیاج داریم که بتواند عمل جوشکاری را به نحو شایسته و مطمئن انجام دهد. در این تحقیق از یک ابزار طراحی شده جدید به منظور انجام جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی بر روی صفحاتی از جنس abs استفاده شده است. ابتکار بوجود آمده دراین ابزار، احاطه پین و صفحات تحت جوش توسط دو شانه- یکی در بالا و یکی در پایین پین برای جوشکاری- قابل توجه است. با استفاده از این ابزار به راحتی عیب ریشه در فرآیند جوشکاری که در اکثر تحقیقات انجام شده قبلی مشاهده می شود، حذف می شود. در این تحقیق همچنین سرعت چرخش و سرعت پیشروی پین (هر کدام در سه سطح)و همچنین شکل پین در سه فرم(ساده، محدب و مقعر)، به عنوان پارامترهای متغییر فرایند، به منظور مطالعه اثرآنها بر روی خصوصیات مکانیکی قطعات جوشکاری شده انتخاب شدند. برای نتایج استحکام کششی نمونه ها از تست کشش استاندارد-d637 astm استفاده می شود. نتایج به دست آمده یک رابطه قابل توجهی را بین خصوصیات در نظر گرفته شده و پارامترهای فرآیند نشان دادند، به طوری که با افزایش سرعت چرخش ابزار از میزان استحکام کششی نمونه ها کاسته می شود . همچنین نتایج نشان داد که با افزایش سرعت پیشروی اسحکام کششی نمونه ها ابتدا افزایش و در ادامه کاهش می یابد. در خصوص اثر شکل پین نیز نتایج نشان داد که با تغییر شکل پین از فرم ساده به محدب میزان استحکام در همه نمونه ها افزایش می یابد. در انتها از روش بهینه یابی برای بررسی اثر هر یک از متغیر های ورودی بر روی فرآیند استفاده شد.

امروزه فن آوری نانو زندگی بشر را در ابعاد گوناگونی با دگرگونی های عمیقی روبرو کرده است. به کارگیری این فناوری به طرز غیرقابل انکاری در زمینه های مختلفی نظیر صنایع هوا و فضا، پزشکی، داروسازی و کشاورزی در حال افزایش می باشد. مواد پلیمری جایگاه به خصوصی در صنایع مختلف دارند. با این حال به منظور بهبود خواص آن ها از مواد افزودنی استفاده می شود.در این میانabs ماده ای است که ضمن اینکه کاربردهای فراوانی در صنایع مختلف دارد به عنوان زمینه نقش مهمی در تهیه کامپوزیت های پلیمری ایفا می کند. در این پژوهش، اثر افزودن نانو ذرات اکسید آلومینیوم با درصدهای وزنی مختلف و همچنین اثر پارامترهای فرآیند تزریق شامل دمای تزریق، فشار تزریق و زمان خنک کاری بر روی استحکام کششی، استحکام ضربه، مدول الاستیسیته و چگالی نانو کامپوزیت های abs/al2o3 به طور تجربی مورد آزمایش و تحلیل قرار گرفت. این چهار متغیر در سه سطح کم، زیاد و متوسط بکار برده شدند. آرایه عمودی l9 روش تاگوچی به عنوان طرح آزمایش انتخاب شد. ترکیبات مختلف از مواد آکریلونیتریل بوتادین استایرن و نانو ذرات اکسید آلومینیوم که با درصدهای وزنی 0، 3 و 5 درصد به ماده زمینه افزوده شده بودند، به روش ذوبی و با استفاده از دستگاه اکستروژن دو ماردونه تهیه شدند. به منظور مشاهده ساختار میکروسکوپی نمونه های نانو کامپوزیتی از تصاویر حاصل از میکروسکوپ الکترونی روبشی استفاده شد که نشان داد نمونه های نانو کامپوزیتی شامل 3 درصد وزنی نانو ذرات اکسیدآلومینیوم دارای پراکندگی بهتری نسبت به نمونه های شامل 5 درصد بودند. نتایج حاصل از آزمون کشش نشان داد که افزودن نانو ذرات اکسید آلومینیوم تا میزان 3 درصد وزنی به پلیمر abs، باعث افزایش استحکام کششی می شود و سپس با افزایش درصد وزنی از 3 درصد ب 5 درصد،استحکام کششی کاهش پیدا می کند. تجزیه و تحلیل واریانس نشان داد که درصد وزنی نانو ذرات اکسید آلومینیوم تأثیرگذارترین پارامتر بر استحکام کششی است. پارامترهای دمای تزریق،فشار تزریق و زمان خنک کاری در رده های بعدی قرار گرفتند. انتخاب سطوح بهینه پارامترها بر اساس تحلیل "مقادیر متوسط" صورت پذیرفت. ترکیب سطوح بهینه باعث بهبود استحکام کششی گردید. نتایج همچنین نشان داد که با افزایش مقدار درصد وزنی نانو ذرات اکسید آلومینیوم، مدول الاستیسیته و چگالی نانو کامپوزیت، افزایش پیدا می کند. نتایج آزمون ضربه هم مشخص نمود که با افزودن نانو ذرات به زمینه ی پلیمری، مقاومت به ضربه کاهش می یابد.

عملیات برشکاری یکی از انواع عملیات صنعتی است که طی آن ضایعات زیادی به صورت دورریز ایجاد می شود و بنابراین لازم است این عملیات به گونه ای انجام شود که از اتلاف مواد اولیه جلوگیری بعمل آید. از این رو، انتخاب الگوی مناسب برای برش ورق در صنایع به نحوی که بتوان با کمترین ضایعات، قطعات و محصولات مورد نیاز خود را تولید کرد امروزه به عنوان یک فاکتور کلیدی جهت موفقیت در رقابت با دیگر صنایع تولیدی تبدیل شده است. در حالت کلی مسائل برش به دو دسته ی چیدمان قطعات کوچک و دیگری برش ورق های بزرگ به قطعات کوچک تقسیم می شوند. برش یک ماده ی اولیه(cutting stock problem) معمولا شایعتر از مسئله ی چیدمان در صنعت می باشد و در این پایان نامه همین مسئله در شرایط برش گیوتینی مورد مدلسازی و حل قرار گرفته است. در این پایان نامه داده های اولیه ی مورد استفاده از یک شرکت کمپرسی سازی گرفته شده است. مجموعه قطعاتی که در این شرکت استفاده می شود بالغ بر هزار نوع است که از ورق های خام شش متری با ضخامت های مختلف بدست می آیند. از بین این قطعات تعداد نه قطعه از ورق با ضخامت چهار میلیمتر بدست می آید که بزرگترین ابعاد و بیشترین استفاده را دارند. به همین خاطر در این پایان نامه روی این نه قطعه کار شده است. در این پایان نامه ابتدا نقشه ی هندسی قطعات توسط نرم افزار solid works رسم شد. سپس همه قطعات به صورت مستطیل در نظر گرفته شدند. ابعاد این قطعات به عنوان داده ی اولیه وارد نرم افزار smart cut pro شد تا الگوهای برشی مورد نیاز را ایجاد کند. این الگوها در هر نوع ورق، تعداد و نوع قطعه را مشخص می کنند. سپس اطلاعات گرفته شده از الگوها جهت بررسی و تحلیل به عنوان داده ی اولیه به نرم افزار بهینه ساز lingo داده شد. از نرم افزار smart cut pro تعداد 32 الگوی برشی مناسب بدست آمد و از این تعداد الگو، توسط نرم افزار lingo تعداد دوازده الگو به عنوان الگوی موثر در کاهش ضایعات شناخته شد. از بررسی و مقایسه ی نتیجه ی بدست آمده و تعداد قطعه ی مورد نیاز در سال، مشخص شد که اختلاف انگشت شماری مابین آنها وجود دارد. این پایان نامه روی قطعات منتظم مستطیلی انجام شده است پیشنهاد می شود که روی قطعات نامنتظم در کارهای آتی تمرکز شود. کلید واژه ها: حداقل سازی ضایعات، مسئله ی برش مواداولیه، برش گیوتینی

آلیاژ کردن پلیمرهای شکننده با لاستیک ها یکی از روش های گسترده کاربرد پلیمرها می باشد یکی از پلاستیک های پرمصرف که خواص مکانیکی آن را می توان با آلیاژ کردن با لاستیک ها بهبود بخشید پلی وینیل کلراید است. با استفاده از فاز لاستیک در ماتریس پلی وینیل کلراید می توان خاصیت انعطاف پذیری به آن داد. لاستیک نیترال بوتادین با پلی وینیل کلراید امتزاج پذیر بوده و ساختار تک فازی می دهد. اهمیت کاهش مصرف منابع طبیعی با توجه به محدودیت این منابع بسیار قابل توجه می باشد. روش تولید فوم با ایجاد حباب ها یکی از روش های کاهش مواد مصرفی می باشد. فوم های میکروسلولی به آن دسته از فوم ها اطلاق می شود که دارای تعداد بسیاری سلول های ریز در اندازه های حدود 10 میکرون می باشند در این فوم ها از گاز خنثی (نیتروژن یا دی اکسید کربن) بعنوان ماده پف دهنده استفاده می شود. به دلیل کوچکی سلول ها، این فوم ها خواص مکانیکی و فیزیکی برتری (مانند استحکام، خستگی، استحکام به ضربه، خواص حرارتی و دی الکتریکی) حتی نسبت به پلاستیک فوم نشده دارند. در این پایان نامه مخلوط امتزاج پذیر pvc/nbr به روش توده ای و عامل فوم کننده co2 فوم شد. پارامترهای فرآیند دمای فوم، زمان فوم و مقدار درصد نیترال بوتادین بود. در این تحقیق، خواص ساختاری و مکانیکی فوم کامپوزیت ترموپلاستیک-لاستیک pvc/nbr بررسی شد. خواص ساختاری با اصطلاحاتی همچون، چگالی فوم، چگال سلولی و میانگین اندازه سلول ها مشخص می شود. خواص مکانیکی مانند استحکام کششی، مدول کششی و ضریب ازدیاد طول در نقطه شکست محاسبه شد. نتایج نشان می دهد با افزایش دما و زمان چگالی کاهش می یابد هرچند در دمای c 110 با افزایش زمان از 10 به 15 ثانیه چگالی افزایش می یابد. با افزایش دما و زمان میانگین اندازه سلول ها افزایش می یابد ولی در دمای c 110 در زمان های بالا کاهش پیدا می کند. کاهش تعداد سلول ها با افزایش زمان و دما، به دلیل اتصال سلول ها به یکدیگر یا محو شدن آنها می باشد. با کاهش چگالی نسبی استحکام کششی، مدول کششی و ازدیاد طول در لحظه شکست کاهش می یابد. این پدیده به این دلیل رخ می دهد که با کاهش چگالی نسبی فوم مقدار واقعی ماده در واحد حجم کاهش پیدا می کند و باعث کاهش وزن می شود.

صرفه¬جویی در هزینه مواد پلاستیکی بدون¬کاهش کیفیت قطعات پلاستیکی یکی از مهمترین دلایل تحقیق در این مورد است. فرآیند فوم میکروسلولی توده¬ای در همین زمینه گسترش یافته است. تکنولوژی تولید فوم میکروسلولی در انستیتو تکنولوژی ماساچوست(mit) در سال 1980 اختراع شده است پروسه فوم سنتی که در آن حبابهایی با اندازه بزرگتر از 0/25 میلیمتر تولید می¬شوند سبب کاهش استحکام می¬شود و مورد قبول نیست بنابراین نظریه¬ای که بتوان با آن مواد پلاستیکی را صرفه¬جویی کرد و هم استحکام قابل قبولی داشته باشد بو¬جود آمد. معمو¬لا پروسه فوم میکروسلولی مزایا و امتیازاتش را از سیال فوق¬ بحرانی که به عنوان عامل فیزیکی دمشی است می¬گیرد. دی¬اکسید¬کربن و نیتروژن معمولا به-عنوان عامل فوم¬ساز مورد استفاده می¬گیرد قطعات فوم¬های میکروسلولی، سلولهایی در اندازه 1 تا 100 میکرون و چگالی¬سلولی از 109 تا 1015 سلول در سانتی¬متر¬مکعب دارند در حال حاضر تکنولوژی فوم میکروسلولی در بسیاری از روشهای شکل¬دهی پلاستیکها از جمله تزریق، اکستروژن و بادی توسعه داده شده است تکنولوژی فوم میکروسلولی در وسعت بیشتری در لوازم خانگی، هوا و فضا، خودروسازی به کاربرده می¬شود. فوم نانوکامپوزیتها به آن دسته از فومها اطلاق می¬شود که سلولهای بسیار ریز به¬واسطه حضور نانو¬مواد تقویت کننده، شکل می¬گیرد. این تحقیق، تاثیر افزودن ذرات نانورس و شرایط فوم بر روی خواص ساختاری و مکانیکی فومهای نانوکامپوزیت abs/pmma/clay مطالعه می¬کند. در این مطالعه، ابتدا با استفاده از روش مذاب، نانوکامپوزیت¬ها در نسبت¬های 2و4 درصد نانورس با یک دستگاه اکسترودر دو ماردونه اختلاط گردید. برای تعیین مدل توزیع ذرات نانورس در زمینه abs ، پراش اشعه ایکس بر روی نمونه¬ها انجام شد. نمونه ها توسط فوم توده¬ای با استفاده از گاز co2 به عنوان عامل فوم ساز، مطابق آرایه متعامد l9 تاگوچی و تحت شرایط متفاوت فرآیند فوم شدند. قبل از آزمایشات فوم، زمان مورد نیاز برای اشباع نمونه¬ها و تاثیر افزودن نانورس بر روی نرخ جذب/ دفع گاز co2 توسط روش سنجش وزنی مورد بررسی قرار گرفت و مشخص شد با افزایش در¬صد وزنی نانورس، حجم گاز co2 جذب/ دفع شده کمتر است. نتایج نشان می¬دهد که ساختار فوم حاصل شده به شرایط فوم و درصد وزنی نانورس در نانو-کامپوزیت بستگی دارد. نانورس موجب افزایش چگالی سلولی، کاهش چگالی فوم و بهبود استحکام به چگالی فوم نانوکامپوزیت abs/pmma/clay نسبت به فوم abs خالص می¬شود. کلمات کلیدی: نانوکامپوزیت- فوم توده¬ای- روش تاگوچی- نانورس- خواص ساختاری و مکانیکی فهرست مطالب:

نانو علمی است که در آن به مطالع? خواص نانومواد و نیز تولید و استفاده از آن¬ها در بهبود بخشیدن به خواص و ویژگی¬های مواد استفاده می¬شود. بسیاری از خواص ماده در ابعاد نانومتری، متفاوت از خواص آن در ابعاد ماکروسکوپی می¬باشد. در پژوهش حاضر ابتدا نانوکامپوزیت پلیمری آکریلونیتریل بوتادین استایرن (abs)-نانورس اصلاح شد? cloisite 30b با استفاده از سازگارکنند? پلی¬متیل-متاکریلات (pmma) به روش ذوبی در دستگاه اکسترودر دوپیچ? ناهمسوگرد در درصدهای وزنی 2% و 4% از نانورس ترکیب شد. سپس به منظور مطالع? تاثیر پارامترهای درصد وزنی نانورس، دمای تزریق، فشار نگهداری و زمان اعمال فشار نگهداری بر روی خواص ساختاری و مکانیکی و نیز رفتار خستگی نانوکامپوزیت¬های تولید شده، طراحی آزمایش تاگوچی بر مبنای آرای? متعامد l9 برای هر یک از پارامترها در سه سطح مختلف صورت پذیرفت. پس از آن نمونه¬هایی مطابق با استاندارد astm d638-type i در شرایط مختلف فرآیندی در دستگاه تزریق پلاستیک تولید شد. توزیع نانورس در ماتریس پلیمری به وسیله آزمایش xrd و نیز عکس¬برداری میکروسکوپ الکترونی روبشی (sem) مورد مطالعه قرار گرفت. تاثیر هر یک از پارامترهای مورد مطالعه، بر روی استحکام کششی و سختی نمونه¬ها به عنوان خواص مکانیکی مهمِ توده¬ای و سطحی و نیز عُمر خستگی نمونه¬ها به روش تاگوچی مورد مطالعه قرار گرفت. بررسی نتایج آزمایشات xrd و sem حاکی از این بود که ذرات نانورس با حضور پلیمر pmma به عنوان سازگارکننده، در ماتریس زمینه به خوبی پخش و پَرپَر شده است. نتایج حاصل از تست کشش نشان داد افزودن در حدود 2 درصد وزنی نانورس و اعمال شرایط فرآیندی مناسب، موجب افزایش قابل ملاحظه¬ای در استحکام کششی و عمر خستگی نمونه¬ها می¬گردد. این شرایط شامل دمای تزریق 200 ?c، فشار نگهداری 130 mpa و زمان اعمال فشار نگهداری 2.5 s می¬باشد که پارامتر دمای تزریق به عنوان تاثیرگذارترین پارامتر انتخاب گردید. همچنین نمونه¬هایی که دارای 4 درصد وزنی نانورس بوده و در دمای تزریق 210 ?c، فشار نگهداری 130 mpa و زمان اعمال فشار نگهداری 1 s تولید شده بودند، بالاترین سختی را از خود نشان دادند. بهترین نتایج نیز در نمونه¬هایی مشاهده شد که در آن¬ها نانورس از توزیع مناسب¬تری در زمینه پلیمری برخوردار بود.

فوم ترموپلاستیکی، کامپوزیت تشکیل شده از حباب های گاز در ماتریس پلیمری می باشد. فوم ترموپلاستیکی به دلیل ویژگی های خاص شامل چگالی کم، نسبت استحکام به وزن بالا، کاهش زمان فرآیند و ... از اهمیت بسزایی در صنایع خودروسازی، بسته بندی، هوا فضا و حمل و نقل برخوردار می باشد. خصوصیات مکانیکی قطعات فوم تزریقی متأثر از ساختار فوم بوده و ساختار فوم نیز تحت تأثیر پارامترهای فرآیندی و موادی می باشد. در این پژوهش نانوکامپوزیت پلیمری آکریلونیتریل بوتادین استایرن (abs)-نانورس اصلاح شد? cloisite 30b با استفاده از سازگارکنند? پلی متیل متاکریلات (pmma) به روش ذوبی در دستگاه اکسترودر دوپیچ? ناهمسوگرد در درصدهای وزنی 2% و 4% از نانورس ترکیب شد. سپس به منظور مطالع? تاثیر پارامترهای درصد وزنی نانورس، فشار تزریق و فشار نگهداری بر روی خواص ساختاری و مکانیکی و نیز رفتار خستگی فوم های نانوکامپوزیت، طراحی آزمایش تاگوچی بر مبنای آرای? متعامد l9 برای هر یک از پارامترها در سه سطح مختلف صورت پذیرفت. پس از آن نمونه هایی مطابق با استاندارد astm d638-type i در شرایط مختلف فرآیندی در دستگاه تزریق پلاستیک به روش شیمیایی و با افزودن در حدود یک درصد وزنی عامل فوم ساز آزودی کربنامید، فوم شد. توزیع نانورس در ماتریس پلیمری و نیز ساختار فوم های تولید شده به وسیله آزمایش xrd و نیز عکس برداری میکروسکوپ الکترونی روبشی (sem) مورد مطالعه قرار گرفت. تاثیر هر یک از پارامترهای مورد مطالعه، بر روی استحکام کششی و سختی نمونه ها به عنوان خواص مکانیکی مهمِ توده ای و سطحی و نیز عُمر خستگی نمونه ها به روش تاگوچی مورد مطالعه قرار گرفت. بررسی نتایج آزمایشات xrd و sem حاکی از این بود که ذرات نانورس با حضور پلیمر pmma به عنوان سازگارکننده، در ماتریس زمینه به خوبی پخش و پَرپَر شده است. نتایج حاصل از تست کشش نشان داد افزودن در حدود 2 درصد وزنی نانورس و اعمال شرایط فرآیندی مناسب، موجب افزایش قابل ملاحظه ای در استحکام کششی و سختی نمونه های فوم شده می-گردد. همچنین نمونه های خالص رفتار خستگی بهتری از خود نشان دادند. بهترین نتایج نیز در نمونه هایی مشاهده شد که در آن ها نانورس از توزیع مناسب تری در زمینه پلیمری برخوردار بود.

پلاستیک ها یا رزین های تقویت شده با الیاف و به عبارت بهتر کامپوزیت های پلیمری، امروزه در صنعت از اهمیت خاصی برخوردار هستند و روزبه روز بر کاربردهای مختلف آنها افزوده می شود. با مصرف روزافزون این مواد، نیاز به اتصال آنها نیز افزایش می یابد. جوشکاری یکی از مهمترین فرآیندهای ساخت و تولید در صنعت می باشد و در صنایع مختلف نظیر خودروسازی، حمل ونقل، کشتی سازی، نیروگاهها و ..... کاربرد فراوانی دارد. در این پژوهش، ورقه های wpc به کمک تلفیق روش جوشکاری سنتی fsw با ابزاری به نام کفشک داغ به هم متصل شدند. در روش جوشکاری fsw از قوس الکتریکی، دود و سایر عوامل خارجی خبری نیست. در این روش از یک کفشک حرارتی ثابت به نام کفشک داغ استفاده گردید که با استفاده از یک فیکسچر طراحی شده برای آن روی دستگاه فرز جهت انجام فرآیند جوشکاری نصب گردید. استفاده از کفشک داغ جهت جلوگیری از بیرون ریختن ماده از ناحیه جوش، تحت فشار قرار دادن ماده در ناحیه جوش و همچنین کاهش سرعت سرد شدن ناحیه جوش صورت پذیرفت. در ابتدا با استفاده از طرح قبلی کفشک، نمونه هایی از جنس پلی اتیلن و کامپوزیت چوب پلاستیک، جوشکاری شد، اما این طرح کفشک، در حین فرآیند سبب خروج مواد اتصال از اطراف پین به سمت بالا می شد و ناحیه جوش را خالی و سبب کاهش استحکام اتصال می شد. بنابراین در طرح کفشک، تغییراتی جهت رفع ای نواقص اعمال شد. پارامترهای سرعت دوران، سرعت پیشروی و دمای کفشک بعنوان پارامترهای قابل تغییر، به منظور مطالعه اثرشان بر خواص مکانیکی در نظر گرفته شد. از تست کشش استاندارد astm-d638 برای این منظور استفاده گردید. نتایج بدست آمده، یک رابطه قابل توجه ای را بین خواص و پارامترهای فرآیند نشان داد. با افزایش سرعت دوران و دمای کفشک و کاهش سرعت پیشروی، استحکام کششی نمونه ها افزایش یافت. به طور کلی هر عاملی که سبب افزایش اختلاط مواد در ناحیه جوش و کاهش سرعت سرد شدن ناحیه جوش شود، موجب افزایش استحکام کششی نمونه ها می گردد.

در این پایان نامه به بررسی تجربی قالبگیری تزریقی کامپوزیت های چوب-پلاستیک با لاستیک پرداخته شده و خصوصیات فیزیکی، مکانیکی و حرارتی این کامپوزیت ها بررسی شده است. نتایج بدست آمده حاکی از این است که با افزایش درصد لاستیک در نمونه ها، خواص کششی و جذب آب نمونه ها و همچنین خواص حرارتی آنها بهبود می یابد، به گونه ای که استحکام کششی و میزان دمای شیشه ای شدن در نمونه ها با افزایش درصد لاستیک بیشتر شده و از میزان جذب آب در آنها کاسته می شود. همچنین نتایج آزمون چگالی نشان می دهد که با تغییر مقدار لاستیک، دمای قالب و فشار تزریق تغییر محسوسی در میزان چگالی نمونه ها دیده نمی شود.

برای تغییر دادن و بهینه کردن خواص فیزیکی و شیمیایی پلیمرها، آنها را با یک فاز تقویت کننده کامپوز یا ترکیب می کنند. به کامپوزیت هایی که حداقل یکی از ابعاد فاز پرکننده در آن در مقیاس نانو باشد، نانوکامپوزیت اتلاق می گردد. نانولوله های کربنی به دلیل خواص منحصر به فرد، از اهمیت ویژه ای به عنوان فاز تقویت کننده برخوردار هستند. در پژوهش حاضر ابتدا نانوکامپوزیت پلی¬متیل-متاکریلات (pmma) - نانولوله های چند دیواره کربنی (mwcnt) به روش ذوبی در دستگاه اکسترودر دوپیچ? ناهمسوگرد ترکیب شدند. سپس ورق های نانوکامپوزیتی به ابعاد 5/3×80×175میلی متر به روش قالبگیری تزریقی در شرایط ثابت تولید گردیدند. به منظور مطالع? ساختاری ورق های نانوکامپوزیتی و نحوه پخش و توزیع نانولوله های چند دیواره کربنی از میکروسکوپ روبشی الکترونی (sem) استفاده گردید. به منظور بررسی تاثیر پارامترهای متغیر فرآیند برش لیزری بر خواص سطحی نانوکامپوزیت، پارمترهای ورودی، غلظت نانولوله های کربنی (در چهار سطح 0، 5/0، 1 و 5/1 درصد)، توان لیزر (در سه سطح 60، 90 و 120 وات)، نرخ پیشروی (در سه سطح 3/0، 45/0 و 6/0 متر بر دقیقه) در نظر گرفته شد. طراحی آزمایشات با روش فاکتوریل کامل انجام گردید. سطوح برش خورده نانوکامپوزیت ها توسط لیزر با میکروسکوپ روبشی الکترونی (sem) بررسی گردید. تاثیر هر یک از پارامترهای ورودی، بر منطقه متاثر از حرارت، نرخ وزنی ماده زدوده شده، ارتفاع پلیسه، صافی سطح و مقاومت الکتریکی سطوح برش خورده توسط لیزر در راستای تزریق مورد مطالعه قرار گرفت. بررسی تصاویر میکروسکوپی الکترونی گرفته شده از سطوح برش خورده آشکار نمود که فرآیند برش لیزری می تواند تعداد برخورد نانولوله ها در سطح نانوکامپوزیت را افزایش دهد. همچنین نتایج نشان داد، با افزایش غلظت نانولوله های کربنی، منطقه متاثر از حرارت بزرگتر شده و ارتفاع پلیسه و نرخ مواد زودوده شده کاهش می یابد. یافته ها به وضوح نشان می دهند، افزایش درصد نانولوله های کربنی منجر به افزایش زبری سطوح می شود. تاثیرگذاری شدید سرعت پیشروی لیزر بر تمامی متغیرهای خروجی از نکات مهمی است که از جمع بندی نتایج حاصل می شود. کاهش قابل ملاحظه مقاومت الکتریکی سطحی به کمتر از k?1 پس از برش لیزری از سایر نتایج مهم است. این تغییر اساسی به علت افزایش تعداد برخورد نانولوله ها در سطح است که اثبات می کند بکارگیری لیزر هدایت الکتریکی سطحی نانوکامپوزیت مطالعه شده را بهبود می بخشد.

برای تغییر و بهینه کردن خواص فیزیکی و شیمیایی پلیمرها، آنها را با یک فاز تقویت¬کننده کامپوز یا ترکیب می¬کنند. بسیاری از خواص ماده در ابعاد نانومتری، متفاوت از خواص آن در ابعاد ماکروسکوپی می¬باشد. به کامپوزیت¬هایی که حداقل یکی از ابعاد فاز پرکننده در آن در مقیاس نانو باشد، نانوکامپوزیت اتلاق می¬گردد. نانولوله¬های کربنی به دلیل خواص منحصر به فرد، از اهمیت ویژه¬ای به عنوان فاز تقویت¬کننده برخوردار هستند. در این پژوهش ابتدا نانوکامپوزیت پلی¬متیل¬متاکریلات - نانولوله¬های چند دیواره کربنی به روش ذوبی در دستگاه اکسترودر دوپیچه همسوگرد در درصدهای وزنی 5/0% ، 1% و 5/1% از نانولوله¬های کربنی ترکیب شده¬اند. سپس قطعات نانوکامپوزیتی به روش قالب¬گیری تزریقی در شرایط دمای تزریق (240، 250، 260 درجه سانتی¬گراد) و فشار نگهداری (60، 80، 100 بار) تولید گردیدند. به منظور مطالعه ساختاری قطعات نانوکامپوزیتی و نحوه پخش و توزیع نانولوله¬های چند دیواره کربنی از میکروسکوپ روبشی الکترونی استفاده گردید. بررسی تصاویر میکروسکوپی حاکی از این بوده که نانولوله¬های کربنی به خوبی در زمینه پلیمر پخش شده¬اند. طراحی آزمایشات با روش فاکتوریل کامل و تاگوچی انجام گردید. تاثیر هر یک از پارامترهای ورودی بر خواص مکانیکی قطعات توسط تست کشش، تست سختی و تست ضربه مورد مطالعه قرار گرفته¬اند. نتایج حاصل از تست سختی نشان می¬دهد که با افزایش غلظت نانولوله¬های کربنی سختی نمونه¬ها به صورت جزئی افزایش یافته و با افزایش فشار نگهداری و دمای تزریق سختی کاهش یافته است. در مورد تست ضربه، با افزایش درصد نانولوله¬های کربنی، فشار نگهداری و دمای تزریق استحکام ضربه¬ای نمونه¬ها افزایش یافته است. در غلظت¬های بالاتر نانولوله¬ها (5/1%)، استحکام ضربه¬ای به صورت جزئی نسبت به نانوکامپوزیت حاوی 1 درصد کاهش یافته است. نتایج تست کشش نشان می¬دهد که با افزایش فشار نگهداری استحکام کششی افزایش می¬یابد. در مورد افزایش دمای تزریق، استحکام کششی ابتدا کاهش، سپس رفتار ثابتی از خود نشان می¬دهد. با افزایش غلظت نانولوله¬ها تا 1%، استحکام کششی افزایش می¬یابد، اما با افزایش غلظت تا 5/1%، استحکام کششی به طور جزئی کاهش یافته است. به عنوان نتیجه کلی، نانوکامپوزیت¬های حاوی 1% نانولوله کربنی، بهترین رفتار مکانیکی را از خود نشان می¬دهد. کلمات کلیدی: نانوکامپوزیت، نانولوله¬های چند دیواره کربنی، پلی¬متیل¬متا اکریلات، قالب¬گیری تزریقی، خواص مکانیکی، تست کشش، تست ضربه، تست سختی

نانوکامپوزیت های پلیمری حاوی نانوذرات کاربردی آلی و معدنی، توجهات گسترده ای را در زمینه های علمی و صنعتی بخاطر ویژگی های منحصر به فردشان به خود جلب کرده اند که از جمله این ویژگی ها می توان به خواص مکانیکی بالا، سطح تماس زیاد، واکنش پذیری بالا و هزینه نسبتا پایین اشاره کرد. نانوکامپوزیت های پلیمری دسته ای از مواد هستند که مواد در ابعاد نانو، به طور معمول حداقل یکی از ابعادشان در فاصله 1-100 نانومتر باشد، در ماتریسی پلیمری پراکنده شده باشد. در این تحقیق، پلیمر پلی آمید6 توسط دستگاه اکسترودر دو ماردونه با نانولوله های کربنی چند دیواره اختلاط ذوبی شد. سپس نمونه های نانوکامپوزیتی مطابق استاندارد astm-d638 و astm-d6110 توسط دستگاه تزریق پلاستیک، بر پایه طراحی آزمایشات به روش تاگوچی مطابق آرایه متعامد l16، قالب گیری و تهیه شدند. تاثیر افزودن نانولوله های کربنی و شرایط فرایندی تزریق شامل فشار نگهداری و دمای تزریق بر روی خواص مکانیکی نمونه های نانوکامپوزیتی بررسی شد. در این تحقیق، درصد وزنی نانولوله های کربنی در چهار سطح 0، 5/0، 1 و 5/1 درنظر گرفته شد. هم چنین فشار نگهداری در چهار سطح 55، 75، 95 و 115 مگاپاسکال و دمای تزریق در چهار سطح 210، 220، 230 و 240 درجه سانتیگراد درنظر گرفته شدند. نحوه پخش نانولوله های کربنی داخل پلیمر توسط تست پراش اشعه ی ایکس بررسی شد. افزایش فاصله ی 85/0، 94/0 و 1 آنگستروم در دیواره ی نانولوله های کربنی به ترتیب در نمونه های حاوی 5/0، 1 و 5/1 درصد وزنی نشان دهنده ی پخش مناسب نانولوله ها داخل پلیمر می باشد. خواص مکانیکی بررسی شده در پژوهش حاضر شامل استحکام کششی، سختی و استحکام به ضربه می باشد. نتایج مربوط به آنالیز نرمال بودن داده ها نشان داد که نتایج نرمال هستند. نتایج مربوط به آنالیز سیگنال به نویز و آنالیز واریانس نشان داد که در تمامی خواص مکانیکی بررسی شده، درصد وزنی نانولوله کربنی موثرترین پارامتر روی داده ها می باشد. نتایج نمایانگر این مطلب هستند که با افزودن نانولوله های کربنی به پلیمر پلی آمید6، استحکام کششی و سختی افزایش و استحکام به ضربه کاهش یافت. مطابق نتایج با افزودن 1% وزنی نانولوله کربنی به پلی آمید6، استحکام کششی آن به میزان 31% و با افزودن 5/1% وزنی، سختی آن به میزان 15% افزایش یافت. نتایج نشان داد که پارامترهای تزریق هم بر روی خواص مکانیکی نمونه ها تاثیرگذار بوده اند.

فوم های نانوکامپوزیتی پلیمری در سال های اخیر توجهات زیادی را در هر دو عرصه ی صنعتی و علمی به خود معطوف کرده اند؛ چرا که ترکیب پرکننده های در مقیاس نانو و فنآوری فوم، پتانسیل تولید مواد جدیدی را دارا می باشد که سبک، مستحکم و چندکاره هستند. فوم های نانوکامپوزیتی پلیمری دسته ی مهمی از مواد هستند که به دلیل مزایای ذاتی شان مانند چگالی کم، استحکام ویژه ی بالا، وزن کم، صرفه جویی در مواد، عایق حرارت و صدای خوب و غیره، مورد توجه قرار گرفته اند. در تحقیق حاضر، ابتدا پلی آمید6 با استفاده از دستگاه اکسترودر دو ماردونه با نانولوله های کربنی چند دیواره در درصدهای وزنی مورد نظر (0، 5/0، 1 و 5/1%) اختلاط ذوبی شدند. سپس نانوکامپوزیت های حاصل توسط عامل فوم زای آزودی کربنامید در دستگاه تزریق با قالب ورقه ای شکل، فوم شدند و سپس توسط برش لیزر cnc نمونه هایی مطابق استاندارد astm-d638 بریده شدند. نمونه های فوم نانوکامپوزیتی مطابق طراحی آزمایشات به روش تاگوچی و مطابق آرایه ی متعامد l16 تهیه شدند. تاثیر پارامترهای مختلف شامل درصد وزنی نانولوله کربنی، فشار نگهداری و زمان اعمال فشار نگهداری هرکدام در چهار سطح بر روی خواص نمونه های فوم نانوکامپوزیتی بررسی شدند. چگالی نسبی و نتایج حاصل از تست sem شامل چگالی سلولی و متوسط اندازه سلولی، خواص ساختاری بررسی شده در تحقیق حاضر می باشند. هم چنین استحکام کششی ویژه و سختی ویژه به عنوان خواص مکانیکی در پژوهش حاضر مورد مطالعه قرار گرفتند. نتایج نشان داد که درصد وزنی نانولوله کربنی موثرترین پارامتر روی چگالی سلولی و متوسط اندازه سلولی می باشد و با افزودن نانولوله کربنی به ماتریس، چگالی سلولی افزایش و متوسط اندازه سلولی کاهش می یابد که به معنی فراهم شدن شرایط بهینه برای فوم می باشد. مطابق نتایج زمان اعمال فشار نگهداری موثرترین پارامتر روی چگالی نسبی می باشد که با افزایش آن، چگالی نسبی نمونه های فوم نانوکامپوزیتی افزایش می یابد. هم چنین نتایج بیانگر این مطلب بودند که درصد وزنی نانولوله کربنی موثرترین پارامتر بر روی استحکام کششی ویژه و سختی ویژه نمونه های فوم نانوکامپوزیتی می باشند. مطابق نتایج با افزودن نانولوله های کربنی، استحکام کششی ویژه و سختی ویژه نمونه ها افزایش می یابد.

چکیده ندارد.

چکیده ندارد.

دراین پایان نامه با فرض ثابت بودن محل موقعیت دهنده ها و گیره بندیها ، مقدار نیروی گیره بندی در مقابل نیروی ماشینکاری وارد شده بهینه شده به طوری که ماکزیمم تغییرشکل ایجادشده در قطعه کار حداقل شده و ضمن تامین پایداری قطعه کار تنش در هیچ نقطه ای از قطعه کار از تنش حداکثر معادل بیشتر نشود . آنگاه برای مدلسازی تماس بین قطعه کار و اجزای فیکسچر از المان تماسی ‏‎ ‏‎point-to-point‎‏ نرم افزار ‏‎ansys‎‏ استفاده شده است زیرا این امر امکان بررسی وضعیت تماس قطعه کار با اجزای فیکسچر را بعد از وارد شدن نیروهای ماشینکاری ممکن می سازد . در ضمن دراین المان پارامتر تداخل معرف نیروی گیره بندی می باشد . در ادامه به کمک نرم افزار ‏‎eeasynn‎‏ یک شبکه عصبی آموزش داده شده است که با گرفتن مقادیر پارامتر تداخل به عنوان ورودی حداکثر تغییر شکل و حداکثر تنش ایجاد شده در قطعه کار و وضعیت تماس موقعیت دهنده ها و گیره بندیها با قطعه کار را به عنوان خروجی می دهد . سپس به کمک یک نرم افزار الگوریتم ژنتیک به نام ‏‎goal‎‏ مقدار پارامتر تداخل بهینه به صورتی تخمین زده شده است که هم قطعه کار تحت عملیات ماشینکاری پایدار بماند و هم نیروی گیره بندی سبب تغییر شکل پلاستیک یا الاستیک قطعه کار نگردد . در نهایت با داشتن رابطه بین پارامتر تداخل و نیروی کلمپ مقدار بهینه نیروی کلمپ محاسبه شده است .