نشریه علمی پژوهشی مواد پیشرفته در مهندسی

---

در سالهای اخیر، روشهای متنوعی برای تحلیل و طرح محافظ تونلها ارائه شده است. این روشها عمدتاً به تونلهای با مقطع دایره ای و توزیع فشار هیدرواستاتیک اختصاص داشته ندرتاً برای مقاطع و فشارهای متنوع به کار می روند. در این مقاله یک روش بررسی مشابه اما با سهولت در کاربرد و با دقت کافی ارائه شده است. در این روش بر اساس نظریه وینکلر، رفتار محیط پیوسته طبیعی که تونل در آن حفر شده است توسط میله (فنر)های الاستیک منفرد تکیه گاهی مدل شده و مسأله در حالت کرنش مستوی حل می-شود. در این تحلیل، بررسی چگونگی رفتار متقابل زمین و سازه و تأثیر وجود اصطکاک بین زمین و سازه امکان پذیر است. از مزایای این روش، امکان کاربرد آن برای تحلیل تونلها با مقاطع مختلف (از نظر شکل، ضخامت و جنس محافظ) و در شرایط متنوع از نظر فشار وارده و ژئوتکنیک محل است. برای کاربرد صحیح و سریع این روش یک الگوریتم نسبتاً کامل ارائه و نتایج محاسباتی الگوریتم بکار رفته در این تحقیق با نتایج کارهای محاسباتی موجود در این زمینه مقایسه می شود. سرانجام، با حل یک مسأله نمونه، چگونگی کاربرد این روش در تحلیل محافظ تونلها نشان داده می شود.

---

این مقاله به تحقیق دربارۀ اثر کشش بین قفسه های نورد نهایی1 در کنترل عرض نوار در فرایند نورد گرم می پردازد. تحلیلی برای پیش بینی قابل قبول تغییرات عرض به دلایل پدیدۀ پخش2 عرضی ورق زیر غلطکها و همچنین باریک شدن به خاطر وجود کشش بین قفسه ها ارائه شده است. مدل تجربی وستفسکی3 که به منظور پخش عرضی مواد زیر غلطکها ارائه شده است تبیین و مدل مشابهی برای محاسبۀ کاهش عرض به خاطر وجود کشش بین قفسه ها ایجاد شده است. نتایج مدل ارائه شده با اطلاعات تجربی در یافتی از خط نورد گرم ورق فولادی مقایسه و تطابق خوبی را نشان می دهد.

---

در این مقاله رفتار فروپاشی ناودانی ساده و تقویت شدۀ جدار نازک تحت خمش سه نقطه ای مورد بررسی قرار گرفته است. چند تیر با مقطع ناودانی ساده با شکلهای هندسی مختلف و تعدادی با مقطع تقویت شده مورد آزمایش قرار گرفت و مقاومت آنها پس از فروپاشی به صورت کامل استخراج شد. از آنجا که نظریه های موجود در این زمینه خیلی پیچیده بوده و به تیرهای جدار نازک با مقطع تقویت شده بسیار کم توجه شده است، مدلهای ساده برای تخمین بار فروپاشی و انرژی تغییر شکل، مورد استفاده و توسعۀ بیشتر قرار گرفته است. روش پیشنهادی در این مقاله برای مطالعۀ بیشتر تیرهای متقارن جدار نازک با مقطع دلخواه و همچنین در کاربرد عملی این گونه تیرها به عنوان جاذبهای انرژی ارزشمند است.

---

در این مقاله روش جدیدی برای مدلسازی غلتکهای راهنما و بررسی اثر آنها در فرایند نورد حلقه ارائه می شود. این روش که میله های گرمایی1 نامیده می شود اولین و تنها روشی است که قادر است ضمن مدلسازی غلتکهای راهنما نیروی عکس العمل این غلتکها را با توجه به سختی مکانیزم تطبیق دهنده محاسبه کند. از خصوصیات این روش سازگاری آن با انواع فرمولبندی اجزای محدود، سادگی در به کارگیری و عدم تعریف جمله های غیر خطی جدید در مسئله است. این روش با موفقیت در تحلیل اجزای محدود نورد حلقه با مقاطع مستطیلی و T شکل به کار گرفته شده است. نتایج تحلیل اجزای محدود، تحلیل نظری جدیدی که بر مبنای نظریه بازوی هرز به انجام رسیده و نتایج آزمایشها در توافق بسیار خوبی هستند و این نتایج مبین اثر انکار ناپذیر غلتکهای راهنما بر فرایند نورد حلقه است. واژگان کلیدی: نورد حلقه، روش اجزای محدود، غلتک های راهنما، میله های گرمایی

---

در این مقاله یک مدل تحلیلی برای نورد سرد ورق توصیف شده است. این مدل بر اساس روش تحلیل قاچی و روانسازی هیدرودینامیک توسعه یافته است. مشخصات نورد به کمک معادلات تعادل، امکان ایجاد کرنش سختی و با فرض اینکه روانساز همانند یک سیال نیوتنی رفتار کند، استخراج شده است. تنش برشی اعمالی به ورق با محاسبه ضخامت لایه روانساز و به کارگیری رابطه‌ای برای ضریب لزجت- فشار- دما به دست آمده است. معادله دیفرانسیل حاکم با ترکیب این معادلات به دست آمده و حل شده‌است. از حل معادله نهایی، نیروی نورد، گشتاور و تنش برشی اعمالی به ورق به دست آمده است. برای اثبات صحت مدل پیشنهادی این مقادیر با مقادیر تجربی و تحلیلی سایر محققان مقایسه شده است. همچنین ملاحظه شد که با به کارگیری این مدل تحلیلی به میزان زیادی در محاسبات و زمان لازم صرفه جویی می‌شود.

---

در این مقاله، یک روش تحلیلی بر اساس روش قاچی اصلاح شده ارائه شده تا فرایند نورد نامتقارن به دلیل وجود اختلاف در شعاع غلتکهای کاری، سرعت غلتکها و اصطکاک بین سطوح مورد مطالعه قرار گیرد. تنش برشی اعمال شده بر ماده در طول تماس تابعی از ضریب اصطکاک و شرایط هندسی در شکاف غلتکها در نظر گرفته شده است. معادله متشکله الاستو- پلاستیک با سخت شوندگی خطی فرض شده است. فاکتورهای عدم تقارن در نظر گرفته شده عبارت‌اند از نسبت قطر غلتکها، عدم انطباق سرعت غلتکها و تفاوت در شرایط اصطکاک بین سطوح. جابه جایی نقاط خنثی در طول تماس ورق با غلتکها نسبت به تغییرات درصد کاهش ضخامت ورق، نسبت سرعتها، شعاعها و تنشهای کششی در ورود و خروج ورق بررسی شده است. مقادیر پیش بینی شده برای نیرو و گشتاور توسط مدل حاضر با مقادیر دیگر محققان مقایسه شده است که موافقت خوبی بین این نتایج مشاهده می‌شود.

---

در این مقاله، یک روش تحلیل بر اساس روش قاچی اصلاح شده نورد ورقهای پوشش دار یا دو لایه که دو لایه قبل از نورد به هم چسبیده اند ارایه شده است. این مدل حالت کلی نورد نامتقارن شامل نابرابری در سرعت سطحی، اصطکاک در سطوح تماس، قطر غلتکها و تغییرات نسبت تنشهای جریان و ضخامت دو لایه را در نظر می گیرد. با استفاده از این مدل پارامترهایی مانند توزیع فشار در طول کمان تماس غلتکها با ورق پوشش دار، نیروی نورد و گشتاور نورد بر حسب کاهش ضخامت به سادگی قابل محاسبه است. مقادیر نیرو و گشتاور به دست آمده از مدل پیشنهادی با مقادیر تحلیلی سایر محققان مقایسه شده است که توافق خوبی را نشان می دهد. مدل حاضر با پیش بینی اثر پارامترهای نورد نامتقارن بروی نحوه انجام فرایند، مدل مناسبی می باشد.

---

رفتار مکانیکی ورقهایی که به صورت سرد نورد می شوند به طور قابل توجهی به تنش پسماند وابسته است. این تنش بعضا در فرایندهای خمش- واخمش به وجود می آید. اندازه گیری تنش پسماند بیشتر محدود به روشهای سطحی است و مشخص کردن توزیع تنش در جهت ضخامت ورق، مشکل و وقت گیر است. این مقاله حل بسته ای را ارائه می کند که در ان فرایند خمش- واخمش به صورت یک مسئله الاستوپلاستیک با شرایط کرنش صفحه ای مدل می شود. ماده مورد بررسی نیز به صورت ناهمسانگرد فرض شده است. حل عددی به کمک روش اجزای محدود، به منظور بررسی و تأیید صحت حل تحلیلی آورده شده است. این تحقیق در بررسی تاثیرات فرایندهای باز و بسته کردن ورق حول کویل پیچ، همتراز سازی ورق و از بین بردن موج ورق کاربرد دارد.

---

فوم های فلزی دارای حفره های به هم پیوسته به دلیل قابلیت انتقال حرارت و عبور گاز بالا می توانند در مبدل-های حرارتی دمای بالا و راندمان عالی مورد استفاده قرار گیرند به شرطی که لایه های سطحی قرار داده شده بر روی سطوح خارجی فوم به خوبی به فوم متصل شده باشند. در این تحقیق یک پروسه ی جهت ایجاد لایه سطحی بر روی فوم های نیکلی توسط پوشش حرارتی ابداع شد و لایه هایی از جنس سوپرآلیاژ Inconel 625 بر روی سطوح فوم های نیکلی با اندازه های مختلف (10 , 20 , 40 PPI) ایجاد شده است. در این تحقیق فرآیندهای مختلف پوشش دهی حرارتی شامل HVOF و APS و Wire-Arc مورد استفاده قرار گرفته است. میزان نفوذ لایه سطحی پوشش به داخل حفره های فوم در این پروسه قابل کنترل می باشد. زیرساختار پوشش ایجاد شده, چسبندگی و سطح مشترک بین پوشش و فوم مورد ارزیابی قرار گرفته است. نتایج نشان می دهد که لایه های پوششی با دانسیته بالا و بدون داشتن حفره های متصل به سطح به وسیله هر سه روش پاشش حرارتی با موفقیت ایجاد شده است و پوشش های ایجاد شده با HVOFو Wire-Arc دارای چسبندگی بالاتری نسبت به پوشش های ایجادشده به روش APS به خاطر داشتن تخلخل و ترکیبات اکسیدی کمتر می باشند

---

باتوجه به خواص مطلوب نانوکامپوزیت‌های زمینه‌ی آلومینیومی از قبیل استحکام ویژه بالا، مقاومت خزشی خوب وحفظ استحکام در دماهای بالا، این مواد پیشرفته کاربردهای بالقوه ای درصنایع پیشرفته مانند هوا-فضا، صنایع دفاعی و برخی کاربردهای خاص درخودروسازی یافته‌اند. بااین حال، عدم وجود روش مناسب برای اتصال این گونه مواد، موجب شده که کاربردهای این مواد پیشرفته به شدت محدود شود. لذا پژوهش در زمینه‌ی اتصال این گونه مواد مفید بوده‌ و گامی مؤثر در جهت کاربردی کردن آن‌ها محسوب می‌شود. زمان اتصال یکی از عوامل مهم و مؤثر در اتصال نفوذی با استفاده از فاز مایع گذرا است که برای رسیدن به خواص ریزساختاری مطلوب باید به صورت بهینه انتخاب شود، لذا در تحقیق حاضر اتصال نانوکامپوزیت Al/Al2O3 به روش اتصال نفوذی با استفاده از فاز مایع گذرا در دمای580 درجه سانتی‌گراد و در زمان‌های 20، 40 و 60 دقیقه انجام شد و تاثیر زمان اتصال بر ریز ساختار اتصال‌ها مورد بررسی قرارگرفت. نتایج نشان داد در زمان‌های اتصال 20 و 40 دقیقه، زمان کافی برای انجماد همدمای مذاب مهیا نبوده و ریز‌ساختار نهایی، شامل مقداری جامد α ایجاد شده در مرحله انجماد هم‌دما و مقداری جامد α اولیه ناشی از سرد شدن مذاب از دمای اتصال تا دمای یوتکتیک و در نهایت جامد یوتکتیک CuAl2+α در اثر انجماد یوتکتیک مذاب در دمای یوتکتیک است. از آن‌جایی که شکست اتصال‌ها در موارد فوق از میان این ترکیبات ترد یوتکتیکی انجام می‌شود، لذا استحکام اتصال‌ها در این دو زمان کم است. با افزایش زمان اتصال به 60 دقیقه، مذاب به‌صورت کاملاً هم‌دما منجمد شده، ریز‌ساختار نهایی شامل فاز نرم α-Al بوده و استحکام اتصال‌ها به طور چشم‌گیری افزایش می‌یابد. حداکثر استحکام برشی اتصال‌ها در دمای اتصال 580 ، در زمان اتصال 60 دقیقه حاصل شده است که در حدود 85% استحکام برشی فلز پایه می‌باشد.

---

اعمال جریان الکتریکی مستقیم و متناوب در زمان ریخته گری و انجماد موجب اصلاح ریزساختاری دانه های آلومینیم و سیلسیم شد. بالاترین مقاومت سایشی در جریان مستقیم به وجود آمده و برای جریان متناوب، مقاومت سایشی متناسب با جریان الکتریکی است. تغییر قطبیت در آلومینیم خالص تغییری در مقاومت سایشی ایجاد نمی کند، ولی برای آلیاژ آلومینیم-سیلسیم، بالاترین مقاومت سایشی در اتصال مذاب به قطب منفی و قالب به قطب مثبت حاصل می شود. اعمال جریان الکتریکی مستقیم در آلیاژ آلومینیم-سیلسیم موجب ایجاد سه ریز ساختار متفاوت شامل سیلسیم های کشیده شده در امتداد شارش الکترون ها در نزدیکی قطب منفی، تیغه های ظریف سیلسیم در قسمت میانی که دانه های بیضی گون α-Al را احاطه کرده اند و تیغه های خرد شده سیلسیم در نزدیکی قطب مثبت است.

---

در سال‌های اخیرهم‌زمان با پیشرفت تکنیک چاپ مدار بر روی سطوح، امکان ساخت خطوط نواری و اجتماع آن با عناصر مداری دیگر فراهم شده است. این خطوط نواری معروف به خطوط میکرواستریپ‌اند و به این مجموعه آنتن‌های میکرواستریپ گفته می‌شود. بطور کلی آنتن‌های میکرواستریپ از سه لایه پچ رسانا، زیرلایه دی الکتریک و صفحه زمین رسانا تشکیل شده است. یکی از مهم‌ترین مشکلات استفاده از آنتن‌های متداول، انعطاف‌ناپذیری آن‌هاست. در این پژوهش، تمامی لایه‌ها از جنس منسوج است و آنتن بدست آمده از قابلیت انعطاف‌پذیری و خمش قابل قبولی برخوردار است. برای تهیه آنتن‌ها از چاپ جوهر افشان به همراه روش لایه نشانی الکترولس جهت تهیه طرح‌های متنوع آنتنی مشتمل بر ذرات نیکل استفاده شده است. سطوح پوشش داده شده توسط میکروسکوپ الکترونی ،تحلیل عنصری و میکروسکوپ نوری مشخصه‌یابی شدند. علاوه بر این ثبات شستشویی سطوح همراه با سایر خصوصیات فیزیکی - مکانیکی به روش‌های استاندارد مورد بررسی قرار گرفت. تحلیل عنصری پارچه لایه نشانی شده تشکیل ذرات نیکل را به وضوح نشان می‌دهد. علاوه بر این بررسی مورفولوژیک طرح‌های آنتن با استفاده از میکروسکوپ الکترونی روبشی شکل گیری پوششی یکنواخت از نانو ذرات نیکل در محدوده قطری 100-500 نانو متر با شکل شبه‌کروی و مرزهای مشخص را نشان می‌دهد. هم‌چنین حضور تجمعی ذرات در لایه‌های متوالی با ساختار شبه کلمی موید تشکیل شکل‌گیری کریستال‌های فلزی است. نتایج بدست آمده از آزمون ثبات شستشویی نشان دهنده پایداری قابل قبول مقاومت الکتریکی طرح‌ها پس از شستشوی متوالی است. هم‌چنین بهره و پهنای باند آنتن‌های ساخته شده، با استفاده از تحلیلگر اسپکتروم مورد بررسی قرار گرفت. نتایج بدست آمده از دستگاه تحلیلگر اسپکتروم نشان داد که با افزایش اندازه پچ رسانا، پهنای باند آنتن‌های چاپی به میزان KHz1 نسبت به آنتن‌هایی با پچ کوچک‌تر افزایش و بهره آن به میزان dB 11- کاهش یافته است. از طرفی پهنای باند آنتن مستطیلی نسبت به آنتن مارپیچ، KHz 2/0 افزایش و بهره آن dB 5/2- کاهش یافت. هم‌چنین نتایج کسب شده از آزمون هدایت الکتریکی نشانگر آن است که هدایت الکتریکی آنتن‌های میکرو استریپ به میزان قابل قبول S/cm 2632 رسیده است.

---

در این پژوهش، نانوذره فریت نیکل با ابعادی بین 40 تا 100 نانو‌متر به‌روش هیدروترمال و با استفاده از پلی‌اتیلن‌گلیکول به‌عنوان سورفاکتانت در دمای 180 درجه سانتی‌گراد و مدت‌ زمان 12 ساعت تولید، و اثر دمای واکنش، زمان و سورفاکتانت مورد بررسی قرار گرفت. براساس نتایج آنالیز اشعه ایکس، تبدیل اکسید نیکل و هماتیت به فریت نیکل راهی برای تولید NiFe2O4 می‌باشد. هم‌چنین، تأثیر دما و زمان واکنش و سورفاکتانت بر ساختار ذرات بررسی شد. نتایج نشان داد که ذرات تشکیل شده در دمای 140 درجه سانتی‌گراد به‌صورت کلوخه بوده، شکل مشخص ندارند ولی در دمای 180 درجه سانتی‌گراد شکل کروی همگن پیدا می‌کنند. هم‌چنین مغناطش اشباع با افزایش زمان فرایند هیدروترمال افزایش می‌یابد.

---

---

---