پایان نامه کارشناسی ارشد مهندسی عمران مقایسه خواص نخ نیمه فاستونی ریسیده شده با بالن کاملا شکسته و نیمه...

اختصاصی از کوشا فایل پایان نامه کارشناسی ارشد مهندسی عمران مقایسه خواص نخ نیمه فاستونی ریسیده شده با بالن کاملا شکسته و نیمه... دانلود با لینک مستقیم و پرسرعت .

دانلود پایان نامه کارشناسی ارشد مهندسی عمران مقایسه خواص نخ نیمه فاستونی ریسیده شده با بالن کاملا شکسته و نیمه شکسته رینگ با فرمت pdf تعداد صفحات 115

دانلود پایان نامه آماده

این پایان نامه جهت ارائه در مقطع کارشناسی ارشد رشته مهندسی نساجی طراحی و تدوین گردیده است . و شامل کلیه مباحث مورد نیاز پایان نامه ارشد این رشته می باشد.نمونه های مشابه این عنوان با قیمت های بسیار بالایی در اینترنت به فروش می رسد.گروه تخصصی ما این پایان نامه را با قیمت ناچیزی جهت استفاده دانشجویان عزیز در رابطه با منبع اطلاعاتی در اختیار شما قرار می دهند. حق مالکیت معنوی این اثر مربوط به نگارنده است. و فقط جهت استفاده از منابع اطلاعاتی و بالابردن سطح علمی شما در این سایت ارائه گردیده است.   

پروژه خواص مکانیکی پارچه

اختصاصی از کوشا فایل پروژه خواص مکانیکی پارچه دانلود با لینک مستقیم و پرسرعت .

فایل بصورت ورد (قابل ویرایش) و در 141 صفحه می باشد.

عنوان                                                                                                                                  صفحه

چکیده 3

فصل اول.. 5

تعاریف و کلیات... 6

1-1- تنش.... 6

2-1- کرنش.... 6

3-1- نمودار تنش – کرنش.... 6

4-1- مدول الاستیسه (مدول اولیه) 7

5-1- رفتار الاستیک – پلاستیک ماده 8

6-1- نسبت پواسن.. 8

7-1- انرژی کرنشی.. 8

8-1- منحنی تنش – کرنش پارچه. 9

9-1- استحکام کششی : 9

10-1- استحکام تا حد پارگی : 9

11-1-  روش های مختلف تست کشش : 10

12-1- روش های اندازه گیری استحکام پارچه : 11

13-1- روش نمونه گیری استاندارد پارچه : 11

فصل دوم. 12

روش‌های مطالعه  خواص مکانیکی پارچه. 13

1-2- مقدمه. 13

2-2- تعیین مدل هندسی.. 14

3-2- مدل هندسیPeirce. 15

4-2- آزمایش تغییرات ابعادی در پارچه کرباس: 18

5-2- مدل هندسی با مقطع بیضوی.. 18

6-2- مدل هندسی پیرس با مقطع‌های نخ مسطح شده 19

تعیین مدل مکانیکی.. 19

7-2- روش انرژی Hearl , Shanahan.. 19

8-2- اصلاح مدل ساختمانی پیرس.... 24

فصل سوم. 33

1-3- آزمایشات... 34

فصل چهارم. 46

1-4- مقدمه : 47

2-4- بررسی استحکام در جهت تار نمونه ها با تراکم های مختلف... 48

3-4- تجزیه و تحلیل نتایج : 66

4-4- تجزیه و تحلیل نتایج : 86

5-4- تجزیه وتحلیل داده ها : 140

6-4- طرح پیشنهادی جهت ارائه پروژه 141

چکیده

یکی از مهمترین خواص مکانیکی پارچه استحکام آن می باشد . همچنین ازدیاد طول تا حد پارگی نیز حائز اهمیت می باشد عوامل مختلف روی این خواص  می توانند تاثیر گذار باشند از جمله جنس نخ ، نمره نخ ، نوع نخ و تراکم و غیره .

در این پروژه کارهای ذیل انجام شده است :

- بررسی استحکام پارچه های تاری پودی با تراکم های تار و پود مختلف در سه طرح بافت متفاوت

- بررسی ازدیاد طول تا حد پارگی پارچه های تاری پودی با تراکم های تار و پود مختلف در سه طرح بافت متفاوت

- مقایسه بین استحکام و ازدیاد طول تا حد پارگی در پارچه های مورد آزمایش

آزمایشات بر روی پارچه ها با تراکم های مختلف انجام شد و نتایج بدست آمده مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفت که در نهایت در مورد استحکام پارچه مبانی تئوری و نتایج عملی مورد انطباق قرار گرفت ولی در مورد ازدیاد طول روند خاصی ملاحظه نشد و به نظر می رسد بررسی بیشتر و دقیق تری مورد نیاز می باشد .

نتایج حاصله عبارتند از :

- در مورد تاثیر تراکم تار بر روی استحکام در جهت تار و تراکم پود بر روی استحکام در جهت پود می توان پیش بینی نمود با n برابر شدن تراکم هم در تار و هم در پود استحکام نیز n برابر خواهد شد .

- همچنین بین طرح بافتهای سرژه ، تافته و ترکیبی از سرژه و تافته ، طرح سرژه دارای بیشترین استحکام و تافته دارای کمترین استحکام می باشد .

بررسی روش انرژی و کاربرد آن در خواص کششی پارچه

اختصاصی از کوشا فایل بررسی روش انرژی و کاربرد آن در خواص کششی پارچه دانلود با لینک مستقیم و پرسرعت .

فایل بصورت ورد (قابل ویرایش) و در 30 صفحه می باشد.

- مقدمه :

میکرومکانیکهای پارچه را بر اساس روش واحد کوچک مرسوم بررسی خواهیم کرد. بصورتیکه یک پارچه را به عنوان یک شبکه‌ای از واحدهای کوچک مشخص و تکرار شونده در نظر گرفته شده و به شکل موجهای تجعد در ساختار پارچه های تاری  و پودی و حلقه های سه بعدی در ساختار پارچه های حلقوی قرار گرفته اند.

 پارچه ها یک نوع مواد پیچیده‌ای هستند که حتی بطور تقریبی از حالتهای ایده آل ونرمال فرض شده در آنالیز ساختاری مهندسی و مکانیک نیز پیروی نمی کنند . همچنین مطالعات هندسه پارچه ، نقش اساسی در توسعه فرآیند کنترل کیفیت طراحی، و تقویت پایداری ابعادی و خصوصیات پارچه در طول مدت تولید و کاربرد را ایفا می کند .

در مورد پارچه های تاری پودی ، روشهای آنالیز نیرو بطور گسترده‌ای برای مطالعه و تفسیر خواص مکانیکی پارچه مثل کشش ، خمش و برش  مورد استفاده قرار گرفته است .اگر چه در مورد پارچه های حلقوی بدلیل طبعیت سه بعدی حلقه های متقاطع ، آنالیز روش نیرو بسیار پیچیده است . در هر دو روشهای آنالیز هندسی و نیرو برای پارچه های تاری /پودی و حلقوی ،؛ تعدادی از فرضیات اولیه در ارتباط با طبیعت تماسهای نخ و شکل سطح مقطع نخ در هر واحد کوچک از پارچه لازم می باشد .

این فرضیات معمولاً خطاهای زیادی در مورد هر نوع آنالیز مکانیکی پارچه یا خواص رئولوژی آن را به همراه دارد .

در این بحث ، نشان داده می شود که روشهای آنالیز مینیمم کردن انرژی بر بسیاری از مشکلات قبلی روشهای آنالیز گذشته، برتری خواهد داشت تکنیکهای مینیمم انرژی به طورکلی قوی هستند وقتی که برای مطالعه ساختارها و مشخصات تغییر فرم الاستیک پارچه ( بعد از استراحت ) بکار می روند . همچنین اجازه می دهد که مقایسه های مستقیم در حالتهایی که پارامترهای نرمال شده بی بعد بین ساختمانهای مختلف پارچه تاری و پودی و حلقوی ، را بوجود آورد . آنالیز انرژی بر اساس اصل اساسی که ساختارهای الاستیک همیشه ، شکلی از مینیمم انرژی ازدیاد طول بدون توجه به تغییر فرم ایجاد شده، در نظرگرفته می شود .نتیجه مینیمم انرژی کرنشی کل نخ در پارچه (شامل خمش ، پیچش ، فشار جانبی و ازدیاد طول -طولی نخ ) بعنوان یک مسئله کنترل بهینه عمل نمود . و شامل قیود ( محدودیتها ) مشخص ه در پارچه می‌باشد.

2- روشهای آنالیز انرژی

کاملاً مشخص است که شرایط نیرو  و تعادل گشتاوری در ساختارهای استاتیکی از نظر ریاضی با شرایط مینیمم انرژی معادل است (37-35) بدلیل اینکه انرژی یک کمیت عددی است بنابراین قسمتهای خاصی از انرژی کل می تواند بصورت عددی اضافه گردد اما نیروها و تنشها باید بصورت برداری جمع شوند .

تریلور و ریدینگ[38] نشان دادند ، آنالیز مکانیک نخ می تواند به سادگی و قوی بوسیله روش انرژی انجام گیرد . هرل و نیوتن [39] نیز نشان دادند که آنالیز انرژی به کار رفته در پارچه های بی بافت ، نتیجه کلی ساده تر از روش نیرو مرتبط با آن را به دست خواهد آورد . همچنین تایبی و بیکر[40] ، از اصول انرژی برای پیدا کردن تاب مورد نیاز نخ چند لا برای تولید کردن نخهای بدون تاب زندگی استفاده کردند . و بالاخره تئوری کاستیگیلیانو[41] بطور گسترده در مسائل مهندسی برای پیدا کردن حل، ساختارهای نامعین بکار رفته است .این تئوری توسط گروسبرگ[13] در پارچه های تاری و پودی استفاده شده است .

این روشهای انرژی بصورت ساده و کلی نمی تواند برای پارچه ها بکار روند بدلیل اینکه همیشه یکسری فرضیات اولیه در مورد هندسه مسئله وجود دارد . تریلور و ریدینگ ، هندسه مارپیچ ثابت را برای نخها فرض نمودند، در نتیجه روش آنها هیچ اطلاعاتی درباره نیروهای عرضی عمل شده در داخل نخ را بدست نمی آورد . هرل و نیوتن فرضیاتی درباره هندسه توده الیاف بی بافت در نظر گرفتند ، که باز هم اطلاعاتی در رابطه با نیروهای داخلی در سیستم بدست نیامد. در تئوری کاستیگیلیانو، فرضیة هندسه ثابت بکار رفت که فقط قانون تنش – کرنش خطی می تواند استنباط گردد[41].بنابراین گروسبرگ[13] فقط مدول ازدیاد طول اولیه برای پارچه تاری و پودی را بیان نموده است .

روش های انرژی بطور گسترده در مسائل مکانیک پیچیده استفاده شده بطوریکه بجای حالت هندسی ، روابط جبری بدست آمده از اصول انرژی جایگزین شده است . اگر مسئله بخوبی و بطور صحیح فرمول سازی شده باشد حداقل اطلاعات بیشتری با استفاده از روش انرژی نسبت به روشهای نیرو می تواند بدست آید . سادگی بیشتر روش انرژی بطور طبیعی آنرا به یک روش جذاب تبدیل نموده و همچنین تعداد فرضیات و تقریبهای غیر ضروری را نیز اغلب حذف نموده است . بطور مثال با استفاده از تئوری کنترل بهینه ، فرضیات قبلی ساخته شده در مورد طبیعت منطقه تقاطع نخ در پارچه حلقوی ساده ، لازم نمی باشد .

 دلایل مناسب دیگری ،برای استفاده از روشهای انرژی در مسائل مکانیکی پارچه نیز وجود دارد . اغلب این روش بر اساس روشهای مستقیم در محاسبة متغیرها و تکنیک عددی مشخص را پیشنهاد می‌دهد

مقاله ی مروری بر انواع قاب مهاربندی زیپی، خواص و نحوه عملکرد آن

اختصاصی از کوشا فایل مقاله ی مروری بر انواع قاب مهاربندی زیپی، خواص و نحوه عملکرد آن دانلود با لینک مستقیم و پرسرعت .

نام محصول: مقاله ی مروری بر انواع قاب مهاربندی زیپی، خواص و نحوه عملکرد آن

فرمت : word

تعداد صفحات : 12

زبان : فارسی

سال گردآوری : 94

مقدمه :

سیستم باربر جانبی باید از سختی و مقاومت لازم جهت حفظ و کنترل تغییر شکل­های جانبی ساختمان برخوردار باشد. در صورت افزایش تغییر شکل­های جانبی ساختمان علاوه بر افزایش خسارت در عناصر غیر سازه­ای، امکان ناپایداری و خرابی کلی سازه نیز وجود دارد. سیستم­های مهاربند همگرا از متداول­ترین سیستم­های باربر جانبی هستند که از نظر رفتار لرزه­ای به دو دسته معمولی و ویژه تقسیم­بندی می­شوند.

پیدایش مهاربندهای ویژه به اواخر دهه 80 و اوایل دهه 90 میلادی و در پی تحقیقات ژئول و همکارانش باز می­گردد. تفاوت عمده مهاربند ویژه نسبت به انواع معمولی، توانایی آن­ها در جذب و تغییر شکل­های غیرخطی بزرگ است.

مطالعات گذشته نشان می­دهد که سازه­های قاب مهاربندی هم مرکز تمایل به تمرکز نیروی زلزله در یک طبقه خاص را دارند، بنابراین با طبقه خاص آسیب­پذیر و ابتلا به طبقه نرم روبه­رو می­باشیم که سازه را به سمت فروپاشی جانبی دینامیکی می­راند، قاب­های شورون، یکی از انواع قاب­های مهاربندی شده هم مرکز هستند. رفتار چنین سیستم­هایی توسط کمانش مهاربندها کنترل می­شود.

قاب­های همگرای ویژه نسبت به قاب­های شورون از عملکرد لرزه­ای بهتری برخوردار می­باشند انتظار می­رود اگر پیکربندی زیپی به درستی طراحی شود، بر مشکلات رفتاری متعدد غلبه کند و پاسخ لرزه­ای سیستم مهاری شورون را بهبود بخشد.

2- قاب مهاربندی زیپر

به منظور کاهش تشکیل طبقه نرم و برای رسیدن به پاسخ لرزه­ای غیر الاستیک پایدار در قاب­های شورون، افزودن ستون زیپر  در نقطه اتصال مهارها و تیر توسط خطیب و همکارانش پیشنهاد شد. هدف از اضافه کردن ستون زیپر را می­توان کمانش هممه مهارهای فشاری و تسلیم همه مهارهای کششی دانست به طوری که مقدار زیادی از انرژی مستهلک شود. مقررات لرزه­ای سازه­های فولادی ساختمان آمریکا سیستم قاب مهاربندی زیپی را به عنوان یک سیستم پیکربندی که عملکرد لرزه­ای غیر الاستیک بادبند شورون را بهبود بخشیده، پیشنهاد می­کند. مکانیسم خرابی در قاب­های مهاربندی شده زیپرمعمولی که توسط خطیب پیشنهاد شد در شکل زیر آمده است.

کمانش تقریباً هم زمان مهاربندها در کل ارتفاع سازه باعث توزیع یکنواخت خرابی و خسارت در سازه می­شود اما زمانی که مکانیسم زیپر در قاب تشکیل شود، ظرفیت جانبی قاب کاهش یافته و ناپایدار می­شود، به منظور مقابله با این مشکل قاب­های مهاربندی زیپر در سه حالت زیر بررسی شد:

1) ستون زیپر ضعیف(رفتار غیر الاستیک)

2) ستون زیپر قوی(رفتار الاستیک)

3) زیپر معلق

مطالعه بر روی سیستم قاب مهاربندی هم مرکز با ستون زیپر، توسط خطیب و مهین در سال 1998 آغاز شد، در سال 2000 با معرفی سیستم قاب مهاربندی هم مرکز با ستون زیپر ضعیف توسط سابلی ادامه پیدا کرد، سیستم قاب مهاربندی هم مرکز با ستون زپیر قوی در سال 2003- 2004 توسط ترمبلی و تریکا ترویج شد، و در نهایت در سال­های 2004-2007 سیستم زیپر معلق توسط یانگ و لئون توسعه یافت. در دهه گذشته چندین محقق مطالعات تحلیلی در زمینه رفتار وطراحی قاب مهاربندی زیپر انجام داده­اند، اما مطالعات تجربی صورت گرفته را می­توان محدود به سیستم زیپر معلق دانست.

2-1 روش ستون ضعیف:

در این روش ستون­های زیپر باید برای رفتار غیر الاستیک طراحی شوند.

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 پرسرعت .

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