مقدمه

استفاده از مواد كامپوزيت طبيعي، بخشي از تكنولوژي بشر از زماني كه اولين بناهاي باستاني، كاه را براي تقويت كردن آجرهاي گلي به كار بردند بوده است. مغولهاي قرن دوازدهم، سلاح هاي پيشرفته اي را نسبت به زمان خودشان با تير و كمان هايي كه كوچكتر و قوي تر از ديگر وسايل مشابه بودند ساختند. اين كمانها سازه هاي كامپوزيني اي بودند كه به وسيله تركيب زردپي احشام (تاندون)، شاخ، خيزران (بامبو) و ابريشم ساخته شده بودند كه با كلوفون طبيعي[1] پيچيده مي شد.اين طراحان سلاح هاي قرن دوازدهم، دقيقاً اصول طراحي كامپوزيت را مي فهميدند. اخيراً بعضي از اين قطعات موزه اي 700 ساله كشيده و آزمون شدند. آنها از نظر قدرت حدود %80 كمانهاي كامپوزيتي مدرن بودند. در اواخر دهه 1800، سازندگان كانو قايق هاي باريك و بدون بادبان و سكان، تجربه مي كردند كه با چسباندن لايه هاي كاغذ محكم كرافت[2]  با نوعي لاك به نام شلاك[3]، لايه گذاري كاغذي را تشكيل مي دهند.

فهرست مطالب

عنوان                                                                                                                  صفحه

1- فصل اول: مقدمه ……………………………………………………………………………………………………… 1

  2- فصل دوم: مروري بر منابع ……………………………………………………………………………………… 4

1-2- كامپوزيت هاي داراي ذرات ريز ………………………………………………………………………….. 5

1-1-2- خواص كامپوزيت هاي ذره اي ………………………………………………………………………… 9

 2-1-2- انواع كامپوزيت هاي ذره اي از لحاظ جنس تقويت كننده ………………………………………….. 9

2-2- كامپوزيت هاي تقويت شده با الياف …………………………………………………………………….. 11

1-2-2- خواص كامپوزيت هاي تقويت شده با الياف ……………………………………………………… 13

2-2-2- خصوصيات كامپوزيت هاي تقويت شده …………………………………………………………… 15

3-2- مختصر در مورد آلومينيوم ……………………………………………………………………………….. 24

4-2- سراميك هاي پيشرفته ……………………………………………………………………………. 26

5-2- توضيحات مختصر در مورد آزمون مكانيكي ………………………………………………………… 27

1-5-2- آزمون سختي ……………………………………………………………………………………….. 27

2-5-2- آزمون كشش………………………………………………………………………………………. 29

2-5-3- آزمون تخلخل سنجي………………………………………………………………………………. 30

 3- فصل سوم: روش انجام آزمايش ……………………………………………………………. 32

 4- فصل چهارم: تحليل نتايج …………………………………………………………………….. 50

1-4- نتايج حاصل از آزمون نونه AX ……………………………………………………………………………………..

2-4- نتايج حاصل از آزمون نونه BX ……………………………………………………………………………………..

3-4- نتايج حاصل از آزمون نونه CX……………………………………………………………………………………….

4-4- نتايج حاصل از آزمون نونه DX ……………………………………………………………………………………..

5-4- نتايج حاصل از آزمون نونه EX……………………………………………………………………………………….

6-4- نتايج حاصل از آزمون نونه AY ……………………………………………………………………………………..

7-4- نتايج حاصل از آزمون نونه BY……………………………………………………………………………………….

8-4- نتايج حاصل از آزمون نونه CY……………………………………………………………………………………….

9-4- نتايج حاصل از آزمون نونه DY ……………………………………………………………………………………..

10-4- نتايج حاصل از آزمون نونه EY…………………………………………………………………………………….

11-4- نتايج حاصل از آزمون نونه AZ ……………………………………………………………………………………

12-4- نتايج حاصل از آزمون نونه BZ ……………………………………………………………………………………

13-4- نتايج حاصل از آزمون نونه CZ……………………………………………………………………………………..

14-4- نتايج حاصل از آزمون نونه DZ…………………………………………………………………………………….

15-4- نتايج حاصل از آزمون نونه EZ……………………………………………………………………………………..

 5- فصل پنجم: تفسير نتايج………………………………………………………………………………………. 100

نتيجه گيري………………………………………………………………………………………………… 109

پيشنهادات………………………………………………………………………………………………….. 110

منابع…………………………………………………………………………………………………………… 111

فهرست شكل ها

عنوان ……………………………………………………………………………………………………… صفحه

2-1- فرم هاي مختلف ساختارهاي كامپوزيت ……………………………………………………………… 5

2-2- فرآيند ريخته گري كامپوزيت …………………………………………………………………….. 12

2-3- نمايش تنش كششي و برشي ………………………………………………………………………… 15

2-4- ساختار كامپوزيت لايه اي ……………………………………………………………………………. 19

2-5- كامپوزيت تقويت كننده شده با الياف ………………………………………………………………… 19

2-6- نمونه آزمون كشش …………………………………………………………………………………….. 30

3-1- نمونه آزمون كشش …………………………………………………………………………………….. 47

4-1- ساختار AX …………………………………………………………………………………………..

4-2- ساختار BX ……………………………………………………………………………………………..

4-3- ساختار CX ………………………………………………………………………………………………

4-4- ساختار DX ………………………………………………………………………………………………

4-5- ساختار EX ……………………………………………………………………………………………….

4-6- ساختارAY ……………………………………………………………………………………………….

4-7- ساختارBY ……………………………………………………………………………………………..

4-8- ساختارCY ………………………………………………………………………………………

4-9- ساختارDY …………………………………………………………………………………………..

4-10- ساختار EY ………………………………………………………………………………

4-11- ساختار AZ …………………………………………………………………………………..

4-12- ساختارBZ …………………………………………………………………………………….

4-13- ساختار CZ ……………………………………………………………………………………..

4-14- ساختار DZ ……………………………………………………………………………………..

4-15- ساختارEZ ………………………………………………………………………………..

 فهرست نمودارها

عنوان………………………………………………………………………………………………………….. صفحه

 2-1- مقايسه بين استحكام تسيلم ………………………………………………………………….. 7

2-2- تأثير خاك رس برخواص………………………………………………………………………………. 11

2-3- نمودار تنش – كرنش……………………………………………………………………………. 14

2-4- ازدياد طول شيشه …………………………………………………………………………………. 16

4-1- نمودار كشش AX …………………………………………………………………………………..

4-2- نمودار كشش BX ……………………………………………………………………………………

4-3- نمودار كشش CX …………………………………………………………………………………….

4-4- نمودار كشش DX …………………………………………………………………………………

4-5- نمودار كشش EX ……………………………………………………………………………..

4-6- نمودار كشش AY …………………………………………………………………………

4-7- نمودار كشش BY…………………………………………………………………………………..

4-8- نمودار كششCY ………………………………………………………………………………….

4-9- نمودار كششDY ………………………………………………………………………………….

4-10- نمودار كششEY ………………………………………………………………………………..

4-11- نمودار كشش AZ…………………………………………………………………………………….

4-12- نمودار كششBZ …………………………………………………………………………………

4-13- نمودار كششCZ ………………………………………………………………………………..

4-14- نمودار كششDZ ……………………………………………………………………………….

4-15- نمودار كشش EZ………………………………………………………………………………….

4-16- منحني بر حسب SiC  در سرعت 400………………………………………………………….. 82

4-17- منحني بر حسب SiC  در سرعت 800………………………………………………………… 84

4-18- منحني بر حسب SiC  در سرعت 1200…………………………………………………… 86

4-19- تنش بر حسب SiC  در سرعت 400…………………………………………………………….. 88

4-20- تنش بر حسب SiC  در سرعت 800………………………………………………………… 90

4-21- تنش بر حسب SiC  در سرعت 1200……………………………………………………….. 92

4-22- انرژي بر حسب SiC  در سرعت 400……………………………………………………… 94

4-23- انرژي بر حسب SiC  در سرعت 800………………………………………………………. 96

4-24- انرژي بر حسب SiC  در سرعت 1200…………………………………………………….. 98

 فهرست جداول

عنوان…………………………………………………………………………………………… صفحه

 2-1- مثالها و كاربردهاي كامپوزيت …………………………………………………………….. 8

2-2- خواص الياف …………………………………………………………………………………………. 22

2-3- تأثير مكانيزم هاي استحكام بخش در آلومينيوم ………………………………………………… 25

2-4- خواص سراميك ها …………………………………………………………………………………… 27

4-1- درصد وزني SiC ………………………………………………………………………………….

4-2- سرعت همزن ……………………………………………………………………………………….. 51

4-3- سختي نمونه AX ………………………………………………………………………………..

4-4- سختي نمونه BX …………………………………………………………………………………..

4-5- سختي نمونه CX…………………………………………………………………………………..

4-6- سختي نمونه DX…………………………………………………………………………………..

4-7- سختي نمونه EX…………………………………………………………………………………

4-8- سختي نمونه AY…………………………………………………………………………………..

4-9- سختي نمونه BY………………………………………………………………………………..

4-10- سختي نمونه CY……………………………………………………………………………..

4-11- سختي نمونه DY………………………………………………………………………..

4-12- سختي نمونه EY………………………………………………………………………

4-13- سختي نمونه AZ……………………………………………………………………………

4-14- سختي نمونه BZ…………………………………………………………………………………..

4-15- سختي نمونه CZ………………………………………………………………………………

4-16- سختي نمونه DZ………………………………………………………………………………….

4-17- سختي نمونه EZ………………………………………………………………………………………

4-18- سختي بر حسب SiC سرعت 400 ………………………………………………………….. 82

4-19- بيشترين و كمترين سختي سرعت 400 ………………………………………………… 83

4-20- تغييرات سختي…………………………………………………………………………………….. 83

4-21- سختي بر حسب SiC سرعت 800 ……………………………………………………………… 84

4-22- بيشترين و كمترين سختي سرعت 800 ……………………………………………………….. 85

4-23- تغييرات سختي……………………………………………………………………………………… 85

4-24- سختي بر حسب SiC سرعت 1200 ………………………………………………… 86

4-25- درصد تغييرات سختي…………………………………………………………………………… 87

4-26- تنش شكست بر حسب SiC سرعت 400 ………………………………………………….. 88

4-27- بيشترين و كمترين تنش سرعت 400 ………………………………………………….. 89

4-28- تغييرات تنش سرعت 400 ……………………………………………………………….. 89

4-29- تنش بر حسب درصد SiC سرعت 800 ………………………………………………… 90

4-30- بيشترين و كمترين تنش …………………………………………………………………… 91

4-31- تغييرات تنش سرعت 800……………………………………………………………………… 91

4-32- تنش بر حسب درصد SiC سرعت 1200 ………………………………………….. 92

4-33- بيشترين و كمترين تنش………………………………………………………………………. 93

4-34- تغييرات تنش سرعت 1200……………………………………………………………….. 93

4-35- انرژي بر حسب SiC سرعت 400 ……………………………………………………….. 94

4-36- بيشترين و كمترين تنش……………………………………………………………………….. 95

4-37- تغييرات تنش سرعت 400 …………………………………………………………………….. 95

4-38- انرژي بر حسب SiC سرعت 800 ……………………………………………… 96

4-39- بيشترين و كمترين تنش……………………………………………………………. 97

4-40- درصد تغيرات انرژي سرعت 800…………………………………………………… 97

4-41- انرژي بر حسب SiC سرعت 1200 …………………………………………………. 98

4-42- بيشترين و كمترين تنش…………………………………………………………….. 99

4-43- تغييرات انرژي سرعت 1200…………………………………………………………. 99

جهت دانلود کلیک کنید

فصل اول      پيش گفتار

1-1مقدمه

ورق كامپوزيت لايه‌اي

ماده كامپوزيت لايه‌اي، شامل لايه‌هايي از حداقل دو ماده متفاوت است كه توسط باندهايي به هم متصل شده‌اند. نتيجه روي هم قرار گرفتن لايه‌ها به منظور تركيب بهترين خواص تك تك آنها براي ايجاد ماده جديدي است یا موارد استفاده بيشتر. خواصی كه توسط روي هم چيدن لايه‌ها تقويت مي‌شوند عبارتند از: استحكام ـ سفتي وزن كم، مقاومت در برابر ضربه و غيره. لايه‌ها مي‌توانند غير ايزوتروپ باشند. و نيز لايه‌ها را مي‌توان به نحوي انتخاب نمود كه سفتي و مقاومت موردنياز در طراحي يك سازه حاصل شود.

ماده كامپوزيت تقويت شده با اليافي  (Fiber-reinforcel composit ) material))  كه مختصراً (FRCM) ناميده مي‌شود، شامل الياف‌هايي در يك ماتريس مي‌باشد.اگر الياف‌ها در يك راستاي خاص قرار گيرند، ماده غير ايزوتروپ خواهد بود، يك ورق كامپوزيت لايه‌اي شامل لايه‌هايي از FRCM است كه در هر لايه، الياف‌ها در راستايي متفاوت از راستاي اليافها در ساير لايه‌ها چيده شده‌اند. اين نوع كامپوزيت‌هاي لايه‌اي مي‌توانند به نحوي طراحي شوند تا از نسبت‌هاي مقاومت به وزن و سختي به وزن بالايي برخوردار باشند. و نيز طراحي مي‌تواند به گونه‌اي باشد كه ورق لايه‌اي داراي جهات برتري از مقاومت و سختي تقويت شده باشد. و به اين دلايل FRCM، جايگزين مناسبي است به جاي مواد سفتي نظير انواع فلزات در خيلي از كاربردها مانند صنايع‌ هوايي ،خودروسازي و تجهيزات ورزشي.

               فهرست  مطالب                          

عنوان                                                                          صفحه

1  پيش  گفتار

 1-1 مقدمه…… ……………………………………………………………………4

2-1 كارهاي  انجام شده در اين پروژه……………………………………18

2  تئوريهاي  صفحه

 1-2 تئوري  تغيير شكل برشي مرتبۀ  اول(FSDT)………………21

 2-2 تئوري  كلاسيك صفحه((CPT…………………………………….31

 3-2 ارائه يك تئوري جديد………………………………………………….33

 4-2 بررسي ضربه در چهار چوب تئوري ورق ارائه شده

 دربخش3 -2…………………………………………………………….51

 5-2 تئوري صفحۀ مرتبۀ بالاتر(.…………………(HOPT62

6-2 انتشارامواج هارمونيك ………………………………………………….73

 7-2 ارتعاشات آزاد صفحه…………………………………………………….79

3   مدلهاي ضربه

 1-3 مدل جرم-فنر……………………………………………………………..81

 2-3 مدل بالانس –انرژي…………………………………………………….84

3-3 واكنش تير برنولي دربرابرضربه………………………………………89

 4-3 ضربه روي صفحه باتكيه گاه ساده براساس تئوري

كلاسيك صفحه…………………………………………………………..94

 5-3 ضربه روي صفحه با تكيه گاه ساده براساس تئوري تغيير

 شكل برشي مرتبۀ  اول……………………………….. …………………………..95

6-3 جواب تقريبي براي ضربه باامواج كنترل شده……….. …………………….99

7-3 تئوري پوسته………… …………….. …………….. …………………  110

8-3 اندازه گيري …….. …………….. …………….. ………………………. 115

4   خسارت  ضربه با سرعت  كم (DAMGE)

 1-4 تستهاي ضربه……….. …………….. …………….. …………………………… 120

 2-4 انواع مدل در ضربه با تغيير شكل دائمي باسرعت كم………..126

 3-4 روشهاي تجربي براي تخمين خسارت.. …………….. …………..132

5   نتيجه گيري…………… …………….. …………….. ……………………….135

جهت دانلود کلیک کنید