بازیافت مواد کامپوزیتی

اختصاصی از کوشا فایل بازیافت مواد کامپوزیتی دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

لینک دانلود و خرید پایین توضیحات

فرمت فایل word  و قابل ویرایش و پرینت

تعداد صفحات: 12

بازیافت مواد کامپوزیتی

نوشتار حاضر، گزارش نهایی یک پروژه تحقیقاتی در زمینه بازیافت مواد کامپوزیتی است. هدف کلی این برنامه پژوهشی ، افزایش کاربرد کامپوزیت های پلیمری گرما سخت، از طریق توسعه فن آوری بازیافت مواد دور ریز بوده است. برای انجام این پروژه دو روش به کار گرفته شد :

          روش کار در دانشگاه برونل به کار گیری مجدد کامپوزیت های گرما سخت خرد شده به عنوان پر کننده درپلیمرها و فن آوری مربوطه بود. یک فن آوری با فرآیندهایی که به تولید محصولاتی با ارزش افزوده بالا منجر می شود. این فرآیندها به ویژه برای بازیافت قراضه های تقریبا تمیز و غیر آلوده کامپوزیتی مناسب هستند.

          در دانشگاه ناتینگهام کار بر روش های حرارتی بستر سیال متمرکز شده بود که انرژی و الیاف را به شکلی مناسب برای تهیه محصولات با ارزش بازیافت می کنند. این فرآیند برای قراضه های آلوده و مخلوط با سایر مواد، حاصل از قطعات صنایعی همچون صنعت خودرو مناسب است.

          این گزارش نتایج کارهای انجام شده در دانشگاه ناتینگهام را بیشتر مورد بررسی قرار می دهد. در این دانشگاه یک فرآیند بستر سیال به کار گرفته شد. فرآیندی که بای بازیافت ماده تقویت کننده و انرژی از طریق سوزاندن زمینه پلیمری مواد کامپوزیتی مناسب است. سپس الیاف بازیافتی مشخصه سازی شده و کاربرد آنها درجاهایی که ارزش افزوده بالایی دارند نشان داده شده است.

          هدف اصلی این مطالعه، کامپوزیت های گرما سختی بود که درحجم بالا به کارگرفته می شوند. کامپوزیت هایی با زمینه پلی استر، و فنلیک که با الیاف شیشه تقویت شده و با مواد معدنی پر شده اند. کامپوزیت های الیاف کربن نیز مورد مطالعه قرار گرفته اند.

فرآیند بستر سیال

به کارگیری بستر سیال برای بازیافت الیاف و شیشه و انرژی از مواد کامپوزیتی، بر مبنای یک کار قبلی در دانشگاه ناتینگهام انجام شد که درآن فرآیندهای گوناگون احتراق به عنوان روش بازیابی انرژی از کامپوزیتها مورد مطالعه قرار گرفته بودند. زمینه پلیمری کامپوزیت هنگام ورود به بستر سیال دما بالا تجزیه شده و این امر منجر به آزاد شدن الیاف و پرکننده و خروج آنها از بستر به وسیله جریان گاز می شود. یک بستر سیال دراندازه های آزمایشگاهی و به قطر 315 میلی متر ساخته شده و هوای سیال ساز به صورت الکتریکی پیش گرم شد تا بستر در دمایی بیش از 750 درجه سانتی گراد کار کند. الیاف و پرکننده ها پس از ترک بستر سیال به وسیله چرخانه از جریان گاز جدا شدند.

پژوهشهای نخستین روی یک نمونه صنعتی پایه پلی استری انجام شد که به روش قالب گیری ورقه ای ساخته شده بود. نتایج نشان دادند که استحکام الیاف شیشه در طول فرایند با افزایش دما کاهش می یابد. با این وجود حداقل دمایی برای تجزیه پلیمر و آزاد شدن الیاف مورد نیاز بود. به این ترتیب دمای بهینه فرایند تعیین شد.

در دمای 450 درجه سانتی گراد ، سوختن کامل نمی شد و به محفظه ای برای احتراق ثانویه نیاز بود که در آن، گازهای بستر سیال، پس از جدا شدن از الیاف و پرکننده ها بسوزند. پس از این محفظه، یک مبدل گرمایی قرارداده شد که در آن از سوزاندن پلیمر انرژی به دست آید.

بهینه سازی دستگاه بازیافت الیاف

سیستم جریان گردبادی الیاف و پرکننده نصب شده، نمی توانست الیاف را به طور کامل از پرکننده جدا کند و برای دستیابی به الیافی با کیفیت بالاتر، به سیستم جداساز بهتری نیاز بود. به همین علت، یک توری چرخان روی مجرای بستر سیال نصب شد. با عبور گازهای خروجی بستر سیال از توری، الیاف در سوراخ های توری گیر می کنند.

با چرخش توری، الیاف از جریان گاز خروجی جدا شده و داخل یک جریان هوای مخالف قرار می گیرند که الیاف را از توری گذرانده و وارد مجرای جمع کننده می کند. ذرات پرکننده روی شبکه توری جمع نمی شوند. این توری چرخان قادراست الیاف شیشه را با خلوص 80 در صد جمع آوری کند.

آماده سازی مواد برای بازیافت

قراضه های کامپوزیتی از داخل یک قیف و به وسیله یک ماردون به درون بستر سیال تغذیه می شوند. موثرترین روش آماده سازی، به کار گیری آسیاب چکشی برای خرد کردن ضایعات است، تا حدی که از یک توری با شبکه های 5 تا 10 میلی متری عبور کنند. نتایج نشان دادند که با کوچک تر شدن ابعاد مواد ورودی، روند فرایند بستر سیال سریع تر می شود و مواد باقی مانده درکف بستر در هر مرحله، کاهش می یابد. با این وجود درچنین شرایطی متوسط طول الیاف بازیافتی کوتاه تر است. علاوه بر قطعات SMC ، دیگر ضایعات کامپوزیتی تقویت شده با الیاف شیشه نیز از روش بستر سیال بازیافت شدند، از جمله قطعه ای از وینیل استر/ شیشه با پرکننده سیلیس. هر دوی این کامپوزیت ها با روشی مشابه به روش ذکرشده برای قطعات SMC فرآوری شدند، اگر چه تجزیه رزین وینیل اسر بسیار کند تر از پلی استر انجام شد. یک صفحه فنلیک/ شیشه نیز بازیافت شد. رزین فنلیک زمان بیشتری برای تجزیه نیاز داشت و قطعات باقی مانده از الیاف شیشه با سختی به رشته های جداگانه تبدیل می شدند.

بازیافت قطعات خودرو

هدف اصلی این پروژه، نمایش امکان بازیافت قطعات کامپوزیتی کهنه و اسقاطی از طریق بستر سیال بود، به ویژه ضایعات صنعت خودرو که در صورت ورود کامپوزیت به صنعت خودرو حجم زیادی خواهند داشت. این ضایعات اغلب به مواد دیگر چسبیده اند و قطعه انتخاب شده برای این آزمایش نیز درصندوق عقب یک خودرو- سازه ای ساندویچی متشکل از دو لایه پلی استر تقویت شده با شیشه و یک مغزی از فوم پلی اورتان – بود. این قطعه رنگ شده بود و تعدادی قطعه فلزی داخل آن قرار داشت. این قطع ابتدا با برش و سپس آسیاب چکشی به قطعاتی

طرح تولید ورق کامپوزیتی

اختصاصی از کوشا فایل طرح تولید ورق کامپوزیتی دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

مشخصات این طرح توجیهی

فرمت فایل : pdf تعداد صفحات66

مناسب برای
اخذ وام بانکی از بانک ها و موسسات مالی اعتباری
گرفتن وام قرض الحسنه خود اشتغالی از صندوق مهر امام رضا
ارائه طرح به منظور استفاده از تسهیلات بنگاه های زود بازده
گرفتن مجوز های لازم از سازمان های دولتی و وزارت تعاون
ایجاد کسب و کار مناسب با درآمد بالا و کارآفرینی


این طرح توجیهی شامل موارد زیر است :

معرفی محصول
مشخصات کلی محصول
شماره تعرفه گمرکی
شرایط واردات
استانداردهای ملی وجهانی
قیمت تولید داخلی و جهانی محصول
موارد مصرف و کاربرد
کالاهای جایگزین و تجزیه و تحلیل اثرات آن بر مصرف محصول
اهمیت استراتژیک کالا در دنیای امروز
کشورهای عمده تولید کننده و مصرف کننده محصول
وضعیت عرضه و تقاضا
بررسی ظرفیت بهره برداری و وضعیت طرحهای جدید و طرحهای توسعه و در دست اجرا و روند تولید از آغاز برنامه سوم تا کنون
بررسی روند واردات محصول از آغاز برنامه سوم تا نیمه اول سال
بررسی روند مصرف از آغاز برنامه
بررسی روند صادرات محصول از آغاز برنامه سوم و امکان توسعه آن
بررسی نیاز به محصول یا اولویت صادرات تا پایان برنامه چهارم
بررسی اجمالی تکنولوژی و روشهای تولید و تعیین نقاط قوت و ضعف تکنولوژی های مرسوم
در فرآیند تولید محصول
ماشین آلات
بررسی و تعیین حداقل ظرفیت اقتصادی شامل برآورد حجم سرمایه گذاری ثابت
محوطه سازی
ساختمان
ماشین آلات
تاسیسات
وسائط نقلیه
تجهیزات و وسائل اداری و خدماتی
هزینه های متفرقه و پیش بینی نشده
هزینه های قبل از بهره برداری
سرمایه در گردش
برآورد حقوق و دستمزد
برآورد آب, برق, سوخت و ارتباطات
هزینه های تعمیر و نگهداری و استهلاک
هزینه های متفرقه و پیش بینی نشده تولید
هزینه های توزیع و فروش
جدول هزینه های ثابت و متغیر تولید

تحقیق و بررسی در مورد بازیافت مواد کامپوزیتی

اختصاصی از کوشا فایل تحقیق و بررسی در مورد بازیافت مواد کامپوزیتی دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

لینک دانلود و خرید پایین توضیحات

فرمت فایل word  و قابل ویرایش و پرینت

تعداد صفحات: 12

بازیافت مواد کامپوزیتی

نوشتار حاضر، گزارش نهایی یک پروژه تحقیقاتی در زمینه بازیافت مواد کامپوزیتی است. هدف کلی این برنامه پژوهشی ، افزایش کاربرد کامپوزیت های پلیمری گرما سخت، از طریق توسعه فن آوری بازیافت مواد دور ریز بوده است. برای انجام این پروژه دو روش به کار گرفته شد :

          روش کار در دانشگاه برونل به کار گیری مجدد کامپوزیت های گرما سخت خرد شده به عنوان پر کننده درپلیمرها و فن آوری مربوطه بود. یک فن آوری با فرآیندهایی که به تولید محصولاتی با ارزش افزوده بالا منجر می شود. این فرآیندها به ویژه برای بازیافت قراضه های تقریبا تمیز و غیر آلوده کامپوزیتی مناسب هستند.

          در دانشگاه ناتینگهام کار بر روش های حرارتی بستر سیال متمرکز شده بود که انرژی و الیاف را به شکلی مناسب برای تهیه محصولات با ارزش بازیافت می کنند. این فرآیند برای قراضه های آلوده و مخلوط با سایر مواد، حاصل از قطعات صنایعی همچون صنعت خودرو مناسب است.

          این گزارش نتایج کارهای انجام شده در دانشگاه ناتینگهام را بیشتر مورد بررسی قرار می دهد. در این دانشگاه یک فرآیند بستر سیال به کار گرفته شد. فرآیندی که بای بازیافت ماده تقویت کننده و انرژی از طریق سوزاندن زمینه پلیمری مواد کامپوزیتی مناسب است. سپس الیاف بازیافتی مشخصه سازی شده و کاربرد آنها درجاهایی که ارزش افزوده بالایی دارند نشان داده شده است.

          هدف اصلی این مطالعه، کامپوزیت های گرما سختی بود که درحجم بالا به کارگرفته می شوند. کامپوزیت هایی با زمینه پلی استر، و فنلیک که با الیاف شیشه تقویت شده و با مواد معدنی پر شده اند. کامپوزیت های الیاف کربن نیز مورد مطالعه قرار گرفته اند.

فرآیند بستر سیال

به کارگیری بستر سیال برای بازیافت الیاف و شیشه و انرژی از مواد کامپوزیتی، بر مبنای یک کار قبلی در دانشگاه ناتینگهام انجام شد که درآن فرآیندهای گوناگون احتراق به عنوان روش بازیابی انرژی از کامپوزیتها مورد مطالعه قرار گرفته بودند. زمینه پلیمری کامپوزیت هنگام ورود به بستر سیال دما بالا تجزیه شده و این امر منجر به آزاد شدن الیاف و پرکننده و خروج آنها از بستر به وسیله جریان گاز می شود. یک بستر سیال دراندازه های آزمایشگاهی و به قطر 315 میلی متر ساخته شده و هوای سیال ساز به صورت الکتریکی پیش گرم شد تا بستر در دمایی بیش از 750 درجه سانتی گراد کار کند. الیاف و پرکننده ها پس از ترک بستر سیال به وسیله چرخانه از جریان گاز جدا شدند.

پژوهشهای نخستین روی یک نمونه صنعتی پایه پلی استری انجام شد که به روش قالب گیری ورقه ای ساخته شده بود. نتایج نشان دادند که استحکام الیاف شیشه در طول فرایند با افزایش دما کاهش می یابد. با این وجود حداقل دمایی برای تجزیه پلیمر و آزاد شدن الیاف مورد نیاز بود. به این ترتیب دمای بهینه فرایند تعیین شد.

در دمای 450 درجه سانتی گراد ، سوختن کامل نمی شد و به محفظه ای برای احتراق ثانویه نیاز بود که در آن، گازهای بستر سیال، پس از جدا شدن از الیاف و پرکننده ها بسوزند. پس از این محفظه، یک مبدل گرمایی قرارداده شد که در آن از سوزاندن پلیمر انرژی به دست آید.

بهینه سازی دستگاه بازیافت الیاف

سیستم جریان گردبادی الیاف و پرکننده نصب شده، نمی توانست الیاف را به طور کامل از پرکننده جدا کند و برای دستیابی به الیافی با کیفیت بالاتر، به سیستم جداساز بهتری نیاز بود. به همین علت، یک توری چرخان روی مجرای بستر سیال نصب شد. با عبور گازهای خروجی بستر سیال از توری، الیاف در سوراخ های توری گیر می کنند.

با چرخش توری، الیاف از جریان گاز خروجی جدا شده و داخل یک جریان هوای مخالف قرار می گیرند که الیاف را از توری گذرانده و وارد مجرای جمع کننده می کند. ذرات پرکننده روی شبکه توری جمع نمی شوند. این توری چرخان قادراست الیاف شیشه را با خلوص 80 در صد جمع آوری کند.

آماده سازی مواد برای بازیافت

قراضه های کامپوزیتی از داخل یک قیف و به وسیله یک ماردون به درون بستر سیال تغذیه می شوند. موثرترین روش آماده سازی، به کار گیری آسیاب چکشی برای خرد کردن ضایعات است، تا حدی که از یک توری با شبکه های 5 تا 10 میلی متری عبور کنند. نتایج نشان دادند که با کوچک تر شدن ابعاد مواد ورودی، روند فرایند بستر سیال سریع تر می شود و مواد باقی مانده درکف بستر در هر مرحله، کاهش می یابد. با این وجود درچنین شرایطی متوسط طول الیاف بازیافتی کوتاه تر است. علاوه بر قطعات SMC ، دیگر ضایعات کامپوزیتی تقویت شده با الیاف شیشه نیز از روش بستر سیال بازیافت شدند، از جمله قطعه ای از وینیل استر/ شیشه با پرکننده سیلیس. هر دوی این کامپوزیت ها با روشی مشابه به روش ذکرشده برای قطعات SMC فرآوری شدند، اگر چه تجزیه رزین وینیل اسر بسیار کند تر از پلی استر انجام شد. یک صفحه فنلیک/ شیشه نیز بازیافت شد. رزین فنلیک زمان بیشتری برای تجزیه نیاز داشت و قطعات باقی مانده از الیاف شیشه با سختی به رشته های جداگانه تبدیل می شدند.

بازیافت قطعات خودرو

هدف اصلی این پروژه، نمایش امکان بازیافت قطعات کامپوزیتی کهنه و اسقاطی از طریق بستر سیال بود، به ویژه ضایعات صنعت خودرو که در صورت ورود کامپوزیت به صنعت خودرو حجم زیادی خواهند داشت. این ضایعات اغلب به مواد دیگر چسبیده اند و قطعه انتخاب شده برای این آزمایش نیز درصندوق عقب یک خودرو- سازه ای ساندویچی متشکل از دو لایه پلی استر تقویت شده با شیشه و یک مغزی از فوم پلی اورتان – بود. این قطعه رنگ شده بود و تعدادی قطعه فلزی داخل آن قرار داشت. این قطع ابتدا با برش و سپس آسیاب چکشی به قطعاتی

پایان نامه ساخت و بررسی خواص مکانیکی سازه‌های مشبک کامپوزیتی حاوی مواد خودترمیم‌شونده

اختصاصی از کوشا فایل پایان نامه ساخت و بررسی خواص مکانیکی سازه‌های مشبک کامپوزیتی حاوی مواد خودترمیم‌شونده دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

فرمت فایل : WORD (قابل ویرایش)

تعداد صفحات:161

پایان نامه کارشناسی ارشد رشته مهندسی مواد
گرایش شناسایی، انتخاب و روش‌ ساخت مواد مهندسی

فهرست مطالب:
عنوان    صفحه
مقدمه    1

فصل اول: مروری بر تحقیقات پیشین    6
1-1- سازه‌های مشبک کامپوزیتی    7
   1-1-1- معرفی سازه‌های کامپوزیتی و سازه‌های مشبک کامپوزیتی    7
   1-1-2- تاریخچه‌ سازه‌های مشبک کامپوزیتی    14
   1-1-3- روش‌های ساخت سازه‌های مشبک کامپوزیتی    18
   1-1-4- کاربرد سازه‌های مشبک کامپوزیتی    21
   1-1-5- بررسی قابلیت جذب انرژی و مقاومت خمشی صفحات مشبک کامپوزیتی    23
1-2- پلیمرها و کامپوزیت‌های خودترمیم‌شونده    28
   1-2-1- معرفی و تاریخچه مواد خودترمیم‌شونده    28
   1-2-2- روند خودترمیمی در پلیمرها    31
      1-2-2-1- طراحی مواد خود ترمیم شونده    31
      1-2-2-2- انواع مکانیزم‌های خودترمیمی در پلیمرها    31
         1-2-2-2-1- خودترمیمی ذاتی در پلیمرها    31
         1-2-2-2-2- خودترمیمی غیرذاتی در پلیمرها    38
         1-2-2-2-3- ارزیابی بازده خودترمیمی    43
   1-2-3- مروری بر کامپوزیت‌های پلیمری خودترمیم‌شونده حاوی الیاف توخالی    44
   1-2-4- کاربرد پلیمرها و کامپوزیت‌های خودترمیم‌شونده    54
      1-2-4-1- پوشش‌های ضدخراش    54
      1-2-4-2- صنایع پزشکی    55
      1-2-4-3- صنایع هوافضا    55
      1-2-4-4- صنایع نفت، گاز و پتروشیمی    56
      1-2-4-5- سایر کاربردها    56
1-3- اهداف اصلی از انجام پژوهش    57

فصل دوم: مواد، تجهیزات و روش‌های آزمایش    58
2-1- معرفی مواد    59
   2-1-1- رزین اپوکسی    59
   2-1-2- الیاف و پارچه شیشه    61
   2-1-3- لوله‌های موئین شیشه‌ای    63
   2-1-4- سیلیکون قالب‌گیری    65
2-2- تجهیزات آزمایش    66
   2-2-1- تجهیزات مورد نیاز برای قالب‌گیری    66
   2-2-2- تجهیزات مورد نیاز برای ساخت نمونه کامپوزیت مشبک    68
   2-2-3- نگهدارنده آزمون خمش سه‌نقطه‌ای    70
   2-2-4- دستگاه آزمون خمش سه‌نقطه‌ای    73
   2-2-5- سیستم اعمال فشار بر روی نمونه‌های کامپوزیتی مشبک    74
2-3- روش انجام آزمایش    74
   2-3-1- ساخت قالب سیلیکونی    76
   2-3-2- روش ساخت نمونه‌های کامپوزیتی مشبک خودترمیم‌شونده    79
      2-3-2-1- محاسبات مربوط به وزن و درصد حجمی مواد مورد نیاز برای ساخت نمونه    79
      2-3-2-2- برش الیاف و پارچه شیشه    83
      2-3-2-3- ساخت شبکه خودترمیم‌شونده    83
      2-3-2-4- ساخت نمونه کامپوزیت‌مشبک (خودترمیم‌شونده و شاهد)    85
      2-3-2-5- کدگذاری نمونه‌ها    89
   2-3-3- تخریب نمونه‌های خودترمیم‌شونده    92
   2-3-4- آزمون خمش سه‌نقطه‌ای    93

فصل سوم: نتایج و بحث    94
3-1- نتایج آزمون خمش نمونه‌های کامپوزیت مشبک    95
   3-1-1- نمونه‌های شاهد    95
   3-1-2- نمونه‌های خودترمیم‌شونده    108
      3-1-2-1- تخریب نمونه‌های خودترمیم‌شونده    108
      3-1-2-2- محاسبه بازده ترمیم و تعیین درصد حجمی بهینه مواد خودترمیم‌شونده    111
      3-1-2-3- تعیین مدت‌زمان بهینه مورد نیاز برای ترمیم    120
3-2- نتایج آزمون خمش نمونه‌های اپوکسی مشبک    121
   3-2-1- نمونه‌های شاهد    121
   3-2-2- نمونه‌های خودترمیم‌شونده    125
      3-2-2-1- تخریب نمونه‌های خودترمیم‌شونده    125
      3-2-2-2- محاسبه بازده ترمیم و تعیین درصد حجمی بهینه مواد خودترمیم‌شونده    127
      3-2-2-3- تعیین مدت‌زمان بهینه مورد نیاز برای ترمیم    137

فصل چهارم: نتیجه‌گیری و پیشنهادها    138
4-1- نتیجه‌گیری    139
4-2- پیشنهادها    141

مراجع    142

فهرست شکل‌ها
عنوان    صفحه
شکل 1-1- اجزای اصلی تشکیل‌دهنده یک سازه مشبک    10
شکل 1-2- پارامترهای هندسی موثر در طراحی یک سازه مشبک کامپوزیتی    11
شکل 1-3- سازه مشبک نوع مثلثی (ایزوگرید)    12
شکل 1-4- سازه مشبک نوع شش‌ضلعی (انیزوگرید)    12
شکل 1-5- الگوهای هندسی سازه‌های مشبک    13
شکل 1-6-  انواع سازه‏های مشبک کامپوزیتی    14
شکل 1-7- برج رادیویی شخوف (1921)    16
شکل 1-8- نمایی از سازه‏های مشبک فلزی در بمب‌افکن ولینگتون انگلیسی (1930)    17
شکل 1-9- هسته فومی مورد استفاده در فرآیند رشته‌پیچی سازه مشبک کامپوزیتی    19
شکل 1-10- قالب‌های لاستیکی شیاردار مخصوص رشته‌پیچی سازه مشبک کامپوزیتی    19
شکل 1-11- قالب پلاستیکی ساخت کامپوزیت مشبک صفحه‌ای ایزوگرید، و روش رشته‌پیچی صفحه‌ای    20
شکل 1-12- تجهیزات آزمایشگاهی برای انجام آزمون خمش سه¬نقطه-ای    25
شکل 1-13-  منحنی نیرو-جابجایی پنل مشبک کامپوزیتی ایزوگرید تحت آزمون خمش سه‌نقطه‌ای    25
شکل 1-14- نمودار نیرو-جابجایی آزمون خمش سه‌نقطه‌ای پنل ایزوگرید پلی¬پروپیلن- الیاف شیشه E    26
شکل 1-15- تجهیزات آزمایشگاهی برای انجام آزمون ضربه دینامیکی    27
شکل 1-16- رویکردهای فرآیند خودترمیمی الف) ذاتی، ب) آوندی و پ) کپسولی    29
شکل 1-17- طراحی چرخه‌ ترمیم در پلیمرهای خودترمیم‌شونده ذاتی    33
شکل 1-18- نسل جدید پلیمرهای خودترمیم‌شونده نوری    35
شکل 1-19- چگونگی ترمیم یک پلیمر گرماسخت با استفاده از عامل ترمیم گرمانرم    36
شکل 1-20- مراحل ترمیم هیدروژل یوریوپیریمدینون    37
شکل 1-21- نمایی از فرآیند ترمیم در حضور کپسول‌ها (میکروکپسول‌ها) و کاتالیزورها    39
شکل 1-22- شماتیکی از خودترمیمی با استفاده از الیاف توخالی    40
شکل 1-23- طرح شماتیک شبکه‌های آوندی    42
شکل 1-24- (الف) الیاف کربن توخالی و (ب) الیاف شیشه توخالی    44
شکل1-25- مکانیزم خودترمیمی در کامپوزیت‌های پلیمری خودترمیم‌شونده برمبنای الیاف توخالی    45
شکل 1-26- روش پرکردن الیاف شیشه توخالی با رزین رقیق‌شده و به‌کمک خلاً    46
شکل 1-27- (الف) کامپوزیت لایه‌ای شیشه/اپوکسی حاوی الیاف توخالی و (ب) ردیابی مناطق درحال ترمیم با روش ردیابی ماورای بنفش    47
شکل 1-28- (الف) توزیع آسیب در کامپوزیت لایه‌ای (تورقی شدن)، (ب) ورود رزین حاوی رنگ فلورسنت به ترک‌ها، (پ) آغاز تورقی‌شدن از فصل مشترک الیاف توخالی و کامپوزیت و (ت) رشد ترک در امتداد فصل مشترک    48
شکل 1-29- ابعاد نمونه کامپوزیت خودترمیم‌شونده حاوی لوله‌های موئین شیشه‌ای    49
شکل 1-30- ناحیه تورقی‌شده و الیاف توخالی شکسته‌شده در نمونه‌ تحت ضربه با انرژی 4ژول    50
شکل 1-31- لایه میانی خودترمیم‌شونده، رزین (آبی رنگ) و هاردنر (قرمز رنگ) و محل قرارگیری لایه در ساندویچ پنل کامپوزیتی    51
شکل 1-32-نمونه‌های ترمیم‌شده پس از تخریب ضربه‌ای    51
شکل 1-33- الگوی موازی و زیگزاگی شبکه‌های سه‌بعدی الیاف توخالی در کامپوزیت    52
شکل 1-34- (الف) مکانیزم خودترمیمی در واکنش شیمیایی کلیکی فعال‌شونده با اشعه ماورای بنفش در لوله‌های موئین، (ب) نمونه‌ای از کامپوزیت خودترمیم‌شونده و (پ) طرحی از واکنش پلیمری ترمیم کلیکی و ایجاد اتصالات عرضی پس از تابش اشعه ماورای بنفش    53
شکل 1-35- فرآیند پرکردن لوله‌های موئین و ساخت کامپوزیت خودترمیم‌شونده    54
شکل 1-36- اصول کار پوشش ضدخراش طراحی‌شده توسط نیسان موتور در مقایسه با پوشش‌های معمولی    55
شکل 1-37- شماتیکی از خودترمیمی برمبنای استفاده از پلیمر جاذب آب در تایر    56

شکل 2-1- الیاف رووینگ تک‌جهته شیشه سری E    62
شکل 2-2- پارچه شیشه سری E دارای بافت تاروپود ساده    63
شکل 2-3- تصویر میکروسکوپ نوری از مقطع لوله‌های موئین شیشه‌ای    64
شکل 2-4- نمای طولی از لوله‌های موئین شیشه‌ای    64
شکل 2-5- الگوی طراحی‌شده شبکه انیزوگرید برای ساخت شابلون قالب‌گیری    67
شکل 2-6- شابلون قالب‌گیری از جنس PVC    68
شکل 2-7- (الف) بشر مخصوص اختلاط رزین و هاردنر و (ب) غلتک مخصوص لایه‌گذاری دستی    69
شکل 2-8- شمای کلی و ابعاد نگهدارنده آزمون خمش سه‌نقطه‌ای با استاندارد ASTM D7264    71
شکل 2-9- تغییرحالت نگهدارنده آزمون خمش برای رعایت ملزومات استانداردهای مختلف خمش    73
شکل 2-10- دستگاه آزمون خمش و قرارگیری نگهدارنده خمش بر روی آن    74
شکل 2-11- نمودار درختی پروژه کامپوزیت مشبک خودترمیم‌شونده    75
شکل 2-12- مراحل ساخت قالب سیلیکونی    78
شکل 2-13- (الف) الیاف رووینگ شیشه مخصوص ریب‌های هلیکال و (ب) الیاف رووینگ شیشه مخصوص ریب‌های طولی    80
شکل 2-14- الیاف رووینگ شیشه بریده‌شده برای ساخت نمونه کامپوزیت مشبک    83
شکل 2-15- شبکه‌های خودترمیم‌شونده مورد استفاده در ساخت نمونه    84
شکل 2-16- روند ساخت نمونه کامپوزیت مشبک خودترمیم‌شونده    88
شکل 2-17- روش کدگذاری نمونه‌ها    89
شکل 2-18- تصویر برخی از نمونه‌های اپوکسی مشبک خودترمیم‌شونده آماده برای آزمون خمش    91
شکل 2-19- فرآیند تخریب کنترل‌شده و تخلیه لوله‌های موئین درون ترک‌های ایجاد شده در ریب‌ها    92
شکل 2-20- نمونه کامپوزیتی مشبک تحت آزمون خمش سه‌نقطه‌ای طبق استاندارد ASTM D7264    93

شکل 3-1- نمودار نیرو-جابجایی نمونه شاهد تحت خمش سه‌نقطه‌ای    96
شکل 3-2- توزیع شماتیک تنش در نمونه‌های کامپوزیتی مشبک تحت بار خمشی    97
شکل 3-3- تنش‌های کششی و فشاری غیرهم‌جهت و جدایش فصل مشترک بین لایه‌ها تحت آزمون خمش    98
شکل 3-4- طرح شماتیک حالات ممکن شکست کامپوزیت تحت بارگذاری خمش سه‌نقطه‌ای    99
شکل 3-5- مکانیزم شکست الیاف پیوسته تقویت‌کننده ریب‌های طولی تحت نیروی کششی    100
شکل 3-6- حالت I شکست (تحت بارکششی) در کامپوزیت‌های زمینه پلیمری تقویت‌شده با الیاف پیوسته    101
شکل 3-7- نمونه کامپوزیت مشبک شاهد در لحظه شکست ریب‌های طولی و حداکثر بار خمشی    102
شکل 3-8- تصویر میکروسکوپ نوری از سطح شکست الیاف شیشه در اثر شکست کششی در ریب طولی    103
شکل 3-9- لایه‌لایه شدن ریب‌ها در اثر تنش‌های برشی بین لایه‌ای در ناحیه 2    104
شکل 3-10- نمونه کامپوزیت مشبک در ناحیه 3 آزمون خمش سه‌نقطه‌ای    105
شکل 3-11- لایه‌لایه شدن و کمانش موضعی پوسته تحت تنش‌های فشاری ناشی از خمش    106
شکل 3-12- طرح شماتیک مکانیزم کمانش موضعی پوسته تحت تنش‌های فشاری ناشی از خمش    106
شکل 3-13- (الف) وقوع شکست نهایی در نمونه کامپوزیتی مشبک و (ب) شکست نهایی پوسته در مرحله 4    107
شکل 3-14- نمودار نیرو-جابجایی فرآیند تخریب نمونه AGSC-R30-HA8-D7    109
شکل 3-15- فرآیند تخریب نمونه کامپوزیتی خودترمیم‌شونده و تخلیه لوله‌های موئین درون ترک سطحی    110
شکل 3-16- نفوذ مواد خودترمیم به سطح ریب‌های طولی در نمونه‌های خودترمیم‌شونده    111
شکل 3-17- نمودار نیرو-جابجایی آزمون خمش نمونه‌های AGSC-R30-HA5-D0/3/7    112
شکل 3-18- نمودار نیرو-جابجایی آزمون خمش نمونه‌های AGSC-R30-HA8-D0/3/7    113
شکل 3-19- نمودار نیرو-جابجایی آزمون خمش نمونه‌های AGSC-R30-HA11-D0/3/7    114
شکل 3-20- حداکثر بارخمشی نمونه‌های خودترمیم‌شونده براساس تغییردرصد حجمی مواد خودترمیم‌    116
شکل 3-21- بازده ترمیم حداکثر بار خمشی در نمونه‌های کامپوزیت مشبک خودترمیم‌شونده    117
شکل 3-22- بازده ترمیم متوسط نمونه‌های خودترمیم‌شونده پس از ترمیم‌های 3 و 7روزه    120
شکل 3-23- حداکثر بارخمشی قابل تحمل نمونه‌های خودترمیم‌شونده براساس تغییر مدت‌زمان ترمیم    121
شکل 3-24- نمودار نیرو-جابجایی نمونه شاهد تحت خمش سه‌نقطه‌ای    122
شکل 3-25- جدایش ریب‌ها از پوسته در ناحیه تمرکز بار خمشی در نمونه شاهد    124
شکل 3-26- خمش Uشکل پوسته در لحظه اتمام آزمون خمش نمونه شاهد و عدم شکست آن    125
شکل 3-27- ترک ایجاد شده دراثر تخریب در نمونه اپوکسی مشبک و نفوذ ماده خودترمیم به درون آن    126
شکل 3-28- نمودار نیرو-جابجایی فرآیند تخریب نمونه AGSC-R0-HA11-D3    127
شکل 3-29- نمودار نیرو-جابجایی آزمون خمش نمونه‌های AGSC-R0-HA5-D0/3/7    128
شکل 3-30- تصویر ماکروسکوپی از ترک ترمیم‌شده در نمونه AGSC-R0-HA5-D7    129
شکل 3-31- تصویر میکروسکوپ نوری از ترک ترمیم‌شده در نمونه AGSC-R0-HA5-D7    130
شکل 3-32- نمودار نیرو-جابجایی آزمون خمش نمونه‌های AGSC-R0-HA8-D0/3/7    131
شکل 3-33- نمودار نیرو-جابجایی آزمون خمش نمونه‌های AGSC-R0-HA11-D0/3/7    132
شکل 3-34- حداکثر بارخمشی نمونه‌های خودترمیم‌شونده براساس تغییردرصد حجمی مواد خودترمیم‌    133
شکل 3-35- بازده ترمیم حداکثر بار خمشی در نمونه‌های اپوکسی مشبک خودترمیم‌شونده    134
شکل 3-36- بازده ترمیم متوسط نمونه‌های خودترمیم‌شونده پس از ترمیم‌های 3 و 7روزه    135
شکل 3-37- حداکثر بارخمشی قابل تحمل نمونه‌های خودترمیم‌شونده براساس تغییر مدت‌زمان ترمیم    137

فهرست جدول‌ها
عنوان    صفحه
جدول 1-1- برخی از کاربردهای سازه‌های مشبک کامپوزیتی    21
جدول 1-2- میزان جذب انرژی ویژه پنل ایزوگرید کامپوزیتی پلی¬پروپیلن- الیاف شیشه E    26
جدول 2-1- خواص فیزیکی و ظاهری رزین اپوکسی ML-526    59
جدول 2-2- مشخصات پخت رزین اپوکسی ML-526    60
جدول 2-3- خواص مکانیکی رزین اپوکسیML-526‌    60
جدول 2-4- مشخصات فیزیکی و مکانیکی رووینگ تک‌جهته شیشه سری E    61
جدول 2-5- مشخصات فیزیکی و مکانیکی پارچه شیشه سری E    62
جدول 2-6- مشخصات فیزیکی و مکانیکی لوله‌های موئین شیشه‌ای    65
جدول 2-7- مشخصات سیلیکون قالب‌گیری    66
جدول 2-8- ابعاد قالب سیلیکونی و مشخصات نمونه‌های کامپوزیتی    79
جدول 2-9- وزن و طول تک‌الیاف تقویت‌کننده ریب‌های هلیکال و طول    81
جدول 2-10- وزن رزین و هاردنر مورد نیاز برای ساخت یک نمونه کامپوزیت مشبک    81
جدول 2-11- تعداد واحدهای خودترمیمی مورد استفاده در ساخت شبکه‌های خودترمیمی    84
جدول 2-12- مشخصات کامل نمونه‌های کامپوزیتی مشبک    90
جدول 2-13- ملزومات آزمون خمش سه‌نقطه‌ای نمونه‌های کامپوزیت مشبک با استاندارد ASTM D7264    93
جدول 3-1- نتایج آزمون خمش سه‌نقطه‌ای نمونه‌های شاهد AGSC-R30-HA0-D0    96
جدول 3-2- نتایج آزمون خمش سه‌نقطه‌ای نمونه‌های خودترمیم‌شونده حاوی 5%حجمی مواد خودترمیم    112
جدول 3-3- نتایج آزمون خمش سه‌نقطه‌ای نمونه‌های خودترمیم‌شونده حاوی 8%حجمی مواد خودترمیم    113
جدول 3-4- نتایج آزمون خمش سه‌نقطه‌ای نمونه‌های خودترمیم‌شونده حاوی 11%حجمی مواد خودترمیم    114
جدول 3-5- نتایج آزمون خمش سه‌نقطه‌ای نمونه‌های شاهد AGSC-R0-HA0-D0    122
جدول 3-6- نتایج آزمون خمش سه‌نقطه‌ای نمونه‌های خودترمیم‌شونده حاوی 5%حجمی مواد خودترمیم    128
جدول 3-7- نتایج آزمون خمش سه‌نقطه‌ای نمونه‌های خودترمیم‌شونده حاوی 8%حجمی مواد خودترمیم    131
جدول 3-8- نتایج آزمون خمش سه‌نقطه‌ای نمونه‌های خودترمیم‌شونده حاوی 11%حجمی مواد خودترمیم    132

چکیده
سازه‌های مشبک کامپوزیتی نسل جدیدی از مواد کامپوزیتی پیشرفته هستند که با توجه به طراحی منحصربفردی که دارند، از استحکام و سفتی ویژه بالا، و جذب انرژی فوق‌العاده خوبی برخوردار هستند. خواص مکانیکی قابل ‌توجه و کاربردهای چندمنظوره، موجب جلب توجه صنایع هوافضا، نظامی، نفت و گاز، ساختمانی و... به این سازه‌های پیشرفته شده است. قرارگیری سازه‌های مشبک کامپوزیتی در معرض بارگذاری‌های شدید در شرایط کاری، تشکیل ریزترک‌های ساختاری را در این مواد ناگزیر می‌کند. با توجه به این که ردیابی و تعمیر ترک‌های ایجاد شده در این سازه‌ها در شرایط کاری امری دشوار است، باید از موادی استفاده شود که قابلیت ترمیم خودکار عیوب را داشته باشند. تحت این شرایط استفاده از مواد خودترمیم‌شونده در سازه‌های مشبک کامپوزیتی منجر به کاهش چشمگیر هزینه‌های سنگین تعمیرات و نگهداری در صنایع مختلف و افزایش بهره‌وری سازه‌های مشبک خواهد شد.
در این پژوهش، پنل‌های مشبک کامپوزیتی اپوکسی/الیاف شیشه حاوی مواد خودترمیم‌شونده و با الگوی انیزوگرید ساخته شده و تحت آزمون خمش سه‌نقطه‌ای قرار گرفتند. سیستم خودترمیم‌شونده شامل مجموعه‌ای از لوله‌های موئین شیشه‌ای بوده که با رزین اپوکسی (ML-526) و هاردنر آمینی (HA-11) به عنوان عامل ترمیم پر شدند. در ادامه تاثیر تغییر درصد حجمی مواد خودترمیم‌شونده (5، 8 و 11 درصد حجمی) و تغییر مدت ‌زمان ترمیم (3 و 7 روز) بر بازیابی حداکثر بار خمشی نمونه‌های ترمیم‌شده پس از تخریب شبه ‌استاتیک، بررسی شده است. نتایج آزمون خمش نشانگر آن است که بیشترین بازده ترمیم (84%) در نمونه‌های کامپوزیت مشبک حاوی 8 درصد حجمی مواد خودترمیم‌شونده و پس از ترمیم 7 روزه مشاهده شده ‌است.
کلمات کلیدی: سازه مشبک کامپوزیتی، خودترمیم‌شونده، آزمون خمش سه‌نقطه‌ای، لوله‌های موئین شیشه‌ای

بررسی و مقایسه روشهای تحلیلی وتجربی ضربه عرضی برروی صفحات کامپوزیتی

اختصاصی از کوشا فایل بررسی و مقایسه روشهای تحلیلی وتجربی ضربه عرضی برروی صفحات کامپوزیتی دانلود با لینک مستقیم و پرسرعت .

دانشکده فنی- گروه مکانیک

 پایان نامه دورۀ کارشناسی ناپیوسته

 موضوع:

بررسی و مقایسه روشهای تحلیلی وتجربی ضربه عرضی برروی صفحات کامپوزیتی

فهرست مطالب                        

عنوان                                                                      صفحه

1 پیش گفتار

   1-1 مقدمه...... ..............................................................................4

    2-1 کارهای انجام شده در این پروژه..........................................18

2 تئوریهای صفحه

   1-2 تئوری تغییر شکل برشی مرتبۀ اول(FSDT)..................21

   2-2 تئوری کلاسیک صفحه((CPT...........................................31

   3-2 ارائه یک تئوری جدید..........................................................33

    4-2 بررسی ضربه در چهار چوب تئوری ورق ارائه شده

           دربخش3 -2......................................................................51

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

   6-2 انتشارامواج هارمونیک ..........................................................73

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

3  مدلهای ضربه

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

     2-3 مدل بالانس –انرژی.............................................................84

    3-3 واکنش تیر برنولی دربرابرضربه.............................................89

     4-3 ضربه روی صفحه باتکیه گاه ساده براساس تئوری

           کلاسیک صفحه....................................................................94

     5-3 ضربه روی صفحه با تکیه گاه ساده براساس تئوری تغییر

         شکل برشی مرتبۀ اول...................................... ................................95                           6-3 جواب تقریبی برای ضربه باامواج کنترل شده........... .........................99

   7-3 تئوری پوسته............ ................. ................. ..................... 110

 8-3 اندازه گیری ........ ................. ................. ............................ 115

4   خسارت ضربه با سرعت کم (DAMGE)

   1-4 تستهای ضربه........... ................. ................. ................................. 120  

     2-4 انواع مدل در ضربه با تغییر شکل دائمی باسرعت کم...........126

     3-4 روشهای تجربی برای تخمین خسارت.. ................. ..............132

5  نتیجه گیری............... ................. ................. ............................135

فصل اول      پیش گفتار

   1-1مقدمه

ورق کامپوزیت لایه‌ای

ماده کامپوزیت لایه‌ای، شامل لایه‌هایی از حداقل دو ماده متفاوت است که توسط باندهایی به هم متصل شده‌اند. نتیجه روی هم قرار گرفتن لایه‌ها به منظور ترکیب بهترین خواص تک تک آنها برای ایجاد ماده جدیدی است یا موارد استفاده بیشتر. خواصی که توسط روی هم چیدن لایه‌ها تقویت می‌شوند عبارتند از: استحکام ـ سفتی وزن کم، مقاومت در برابر ضربه و غیره. لایه‌ها می‌توانند غیر ایزوتروپ باشند. و نیز لایه‌ها را می‌توان به نحوی انتخاب نمود که سفتی و مقاومت موردنیاز در طراحی یک سازه حاصل شود.

ماده کامپوزیت تقویت شده با الیافی (Fiber-reinforcel composit ) material)) که مختصراً (FRCM) نامیده می‌شود، شامل الیاف‌هایی در یک ماتریس می‌باشد.اگر الیاف‌ها در یک راستای خاص قرار گیرند، ماده غیر ایزوتروپ خواهد بود، یک ورق کامپوزیت لایه‌ای شامل لایه‌هایی از FRCM است که در هر لایه، الیاف‌ها در راستایی متفاوت از راستای الیافها در سایر لایه‌ها چیده شده‌اند. این نوع کامپوزیت‌های لایه‌ای می‌توانند به نحوی طراحی شوند تا از نسبت‌های مقاومت به وزن و سختی به وزن بالایی برخوردار باشند. و نیز طراحی می‌تواند به گونه‌ای باشد که ورق لایه‌ای دارای جهات برتری از مقاومت و سختی تقویت شده باشد. و به این دلایل FRCM، جایگزین مناسبی است به جای مواد سفتی نظیر انواع فلزات در خیلی از کاربردها مانند صنایع‌ هوایی ،خودروسازی و تجهیزات ورزشی.