نشریه علمی پژوهشی مواد پیشرفته در مهندسی

---

در این تحقیق رفتار ممان – انحنا و نرمی با استفاده از تحلیل غیرخطی روی مقاطع اعضای بتن پیش تنیده بررسی شده است. در این راستا اثر پارامترهای مختلف طراحی روی نرمی اعضای خمشی با استفاده از مدل مصالح شامل منحنیهای تنش – کرنش بتن و فولادهای پیش تنیدگی و معمولی تعیین شده است. متغیرهای مورد بررسی شامل اندیس فولادگذاری (ω ̅) ، مقاومت فشاری بتن، نسبت پیش تنیدگی جزیی (PPR)، مقدار تنش پیش تنیدگی مؤثر (fpe)، محصور شدگی، نسبت فولاد فشاری (γ)، شکل مقطع و نوع فولاد پیش تنیدگی است. اندیس فولادگذاری مؤثرترین پارامتر روی نرمی خمشی است. این متغیر اثرات چندین متغیر دیگر مانند مقاومت فشاری بتن و نسبت فولادگذاری را در بر می گیرد. در حداکثر اندیس فولادگذاری بر اساس آیین نامۀ ACI (1β36/0) نرمی انحنایی بین 5/1 تا 0/3 و در ω ̅ برابر 2/0 که حداکثر مقدار برای امکان باز توزیع لنگر خمشی است، مقادیر بالاتر از 0/4 و نرمی 0/10 و بالاتر برای مقادیر ω ̅ کمتر از 10/0 قابل حصول است. اثر مقاومت نهایی فولاد پیش تنیدگی و شکل مقطع روی نرمی نامحسوس است. اثر محصور شدگی روی نرمی قابل توجه است.

---

در این مقاله اثرات دما، زمان پخت و همچنین زیرلایه های مختلف بر دوام پوششهای پلی اتیلن با چگالی بالا روی نمونه های فولاد کربنی ساده ارزیابی شده است. هدف از این تحقیق افزایش چسبندگی، بهبود انعطاف پذیری و ایجاد پوششی عاری از نقص است که مقاومت فولاد در برابر محیطهای خورنده را افزایش دهد. برای این منظور، پس از آماده سازی سطح و اعمال یک زیرلایه ( از نوع فسفات روی، پلی وینیل الکل، رزول، اسیداستئاریک و پلی یورتان)، با استفاده از روش الکترواستاتیک پاشش پودری، پوشش پلیمر به سطح نمونه ها اعمال شد. سپس پوشش به دست آمده با ضخامت یکنواخت 300 میکرون، تحت عملیات حرارتی موسوم به پخت اولیه و ثانویه قرار داده شد. آن گاه آزمایشهای چسبندگی، انعطاف پذیری و مقاومت در برابر محیطهای خورندۀ مختلف، براساس استاندارد ASTM انجام شد. همچنین نقایص سطحی پوششها و فصل مشترک پوشش/نمونه توسط میکروسکوپ الکترونی روبشی مطالعه شد. نتایج حاصل نشان داد که میزان تخلخل پوشش پیوستگی فصل مشترک پوشش/ فلز تابع رژیم پخت شامل دما، زمان و اتمسفر کوره و حتی نوع زیرلایه است. پوشش یکنواخت با بیشترین چسبندگی بر سطح نمونه ها در دما و زمان پخت ثانویه برابر با 230˚C و 42 min به دست آمد. مقایسۀ اثر زیرلایه های مختلف با توجه به میزان چسبندگی و انعطاف پذیری به ترتیب از کم به زیاد بدون زیرلایه، اسید استئاریک، رزول، پلی وینیل الکل و پلی یورتان را نشان داد. انجام آزمونهای مه آب نمک و غوطه وری نمونه های پوشش شده در محیطهای مختلف خورنده شامل کلریدفریک، اسید سولفوریک و آب مقطر به مدت 60 شبانه روز، هیچ گونه اثری از خوردگی نمونه های فلزی را نشان نداد

---

در این مقاله روشی دقیق، کارا، مطمئن و سریع برای بهینه یابی سطح لغزش شیروانیهای خاکی ارائه می‌شود. با استفاده از روش الگوریتم ‍‍‍‍‍ژنتیک ( یا اختصارا GA) که یکی از روشهای مدرن و غیر کلاسیک در بهینه‌یابی است و تلفیق آن با روش بیشاپ که از روشهای معروف و کاربردی است در تحلیل پایداری شیروانیهای خاکی ویافتن کمترین ضریب اطمینان، پایداری در آنها استفاده شده است. تحقیقات و بررسیها نشان داده است که انتخاب متغیرهای مناسب برای تعریف و حل مسئله با روش الگوریتم ژنتیک و همچنین تعیین محدوده مناسب برای این متغیرها نقش به‌سزایی در سرعت همگرایی به جواب بهینه داشته و لذا متغیر‌های مسئله در این تحقیق به نحوی تعریف و در نظر گرفته شده‌اند که در مقایسه با روشهای دیگر و معروف بهینه یابی، کاهش میزان تکرار‌ها تا نیل به همگرایی تا بیش ار 50% قابل مشاهده است که صرفه جویی قابل ملاحظه‌ای در زمان و حافظه کامپیوتر خواهد بود. دقت روش پیشنهادی فوق ابتدا با مثالهایی از بهینه یابی سطح لغزش شیروانی همگن، نا همگن و همچنین شیروانی سد خاکی و مقایسه نتایج با دیگر روشهای بهینه یابی نشان داده شده است. به‌عنوان کاربرد این روش در مسائل نوین مهندسی ژئو تکنیک، شیروانی تسلیح شده‌ای مورد بررسی و تحلیل قرار گرفته و سطح لغزش بحرانی شیروانی مسلح به روش الگوریتم ژنتیک بهینه سازی شده است.

---

پودر پلی پروپیلن (EPD60R) با روش الکترواستاتیک پاششی در دمای اتاق به سطح فولاد نشانده شد. حرارت دهی پودر پوشش داده شده در یک آون خلأ در دماها و زمانهای مختلف برای کسب پوششی یکنواخت با ضخامت متوسط 470 میکرون انجام شد. در نهایت بر اساس نتایج حاصل، دمای 250 درجه سانتیگراد، زمان 45 دقیقه و فشار درون آون 200 میلی بار برای حرارت دهی به‌دست آمد. برای اصلاح ساختار شیمیایی این پلیمر، پودر حاوی نسبت وزنی مختلفی از مالئیک انیدرید به یک پراکسید (دی کیومیل پراکسید و یا ترشری بوتیل هیدروپراکسید) نیز بر سطح فولاد نشانده و پوشش یکنواختی حاصل شد. استحکام چسبندگی، مقاومت سایشی و انعطاف پذیری پوشش پلیمری با روش استاندارد ASTM برای نمونه‌ها اندازه گیری شد. با توجه به نتایج حاصل، نمونه پوشش پلیمری تهیه شده با 5 درصد وزنی مالئیک انیدرید و 1/0 درصد وزنی ترشری بوتیل هیدروپراکسید بالاترین خواص مکانیکی را نشان داد. استحکام چسبندگی و مقاومت سایشی برای بهترین نمونه پوشش پلیمری به ترتیب 3/14 کیلوگرم و 3/250 سانتیمتر در نیروی 6 کیلوگرمی بود. شواهد حاصل از ترموگرامهای DSC و IR هم پیوند شیمیایی مالئیک انیدرید به پلیمر را اثبات کرد. چنین پیوندی موجب افزایش خواص مکانیکی پوشش پلیمر بر سطح فولاد می‌شود.

---

پلی پروپیلن به دلیل ساختار شیمیایی آن، تمایل کمی به چسبندگی به فلز یا دیگر سطوح را دارد. بنابراین، به منظور استفاده از آن به عنوان یک پوشش سطحی، لازم است که بر روی ساختار آن اصلاح شیمیایی صورت گیرد. در این تحقیق، پیوند انیدرید مالئیک به کوپلیمر قطعه ای پروپیلن- اتیلن در حضور آغازگر دی کیومیل پراکسید و در یک دستگاه اکسترودر تک مارپیچه انجام گرفت. مشخصه های کوپلیمر اصلاح شده توسط طیف سنجی مادون قرمز (IR)، میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) و آزمون چسبندگی مورد بررسی قرار گرفت. بیشترین مقدار انیدرید مالئیک واکنش کرده به ازای pph1 5/1 از آن، برابر %2832/1 شد که با افزایش بیشتر تا pph2، اندکی کاهش نشان داد. آزمون چسبندگی، نیروی لازم برای جدا شدن پوشش از سطح فولاد را به ازای pph1 انیدرید مالئیک (میزان پیوند %5816/0) 25/17 کیلوگرم نیرو نشان داد.

---

---

---

هدف از مقاله حاضر بررسی ساختار و میزان جذب انرژی فوم پایه فلزی Al-7%Si-3%SiC به روش متالورژی فشردان پودری، توسط دو عامل حباب‌زای CaCO3 و TiH2 به‌صورت مستقل است. در تولید فوم فلزی از مخلوط پوردرهای آلومینیم، سیلیسیم و کاربید سیلیسیم به عنوان فاز زمینه استفاده شد. فشرده سازی ترکیبات پودری فوق برای رسیدن به پیش ماده- چگال فوم شونده، به کمک پرس سرد و تک محوره با قالب فولادی H13 در فشار 110 MPa، انجام شد و بلافاصله عملیات اکستروژن گرم نمونه‌های فشرده شده، در دمای 500 درجه سلسیوس انجام گرفت و تسمه‌ای از پیش ماده- چگال با مقطع 24x 12 میلیمترمربع تولید شد. در مرحله بعد به منظور اجرای عملیات فوم سازی، تکه‌های کوچکی از پیش ماده چگال در قالبهای استوانه‌ای از جنس فولاد زنگ نزن316L ، با قطر 20 و ارتفاع 100 میلیمتر قرار داده شد و در دماها و زمانهای مختلفی در یک کوره الکتریکی تبدیل به فوم فلزی شدند. در مرحله پایانی با برش و پولیش نمونه‌های فومی که دارای ساختار سلولی پایدار بودند، آزمایشهای متالوگرافی الکترونی SEM و همچنین آزمون فشار، با سرعت حرکت فک. 50mm بر دقیقه، روی نمونه‌های فومی انجام گرفته و رفتار جذب انرژی آنها با توجه به ساختار فومهای کامپوزیتی مورد مقایسه و تحلیل قرار گرفت. نتایج نشان داد عامل حباب‌زای CaCO3 در مقایسه با TiH2 باعث افزایش دانسیته حفره‌ها و پایداری بهتر آنها شده، ولی زمان فرایند طولانیتر از عامل TiH2 است. همچنین میزان جذب انرژی فوم با عامل CaCO3 بیشتر از عامل TiH2 است. ولی در عوض دیواره‌های سلولهای فومی تولید شده با عامل TiH2دارای ضخامت نازکتر و زهکشی بهتری هستند.

---

هدف از پژوهش حاضر بررسی رفتاریک سازه جاذب انرژی ضربه بر مبنای استفاده از ماده پیشرفتهِ فوم فلزی کامپوزیتی با نگرش به همگنی ساختار سلولی فوم است. لذا در این پژوهش ابتدا داخل لوله‌های برنجی Cu-Zn30wt.%، با قطر داخلی27 میلی‌متر و ضخامت 1 میلی‌متر، از طریق فرایند فرم‌گریپ با فوم‌های کامپوزیت آلومینیم A356-10vol.%SiC-Xwt.%TiH2 با سه درصد وزنی متفاوت TiH2 به ترتیب 1، 5/1 و 2 پر شد. سپس مجموعه قوطی و فوم فلزی و هم‌چنین هرکدام به طور مجزا، به عنوان یک سازه جاذب انرژی، تحت بار فشاری و محوری قرار گرفت و رفتار چین خوردگی و کمانش پلاستیک پیشروندی آن‌ها برای چگالی‌های مختلف فوم بررسی شد. نتایج نشان می‌دهد با کاهش چگالی فوم آلومینیمی A356-10vol.%SiC، به ترتیب از 93/0 به 88/0 و 43/0 گرم بر سانتی‌متر مکعب، میزان جذب انرژی قوطی‌های برنجی پرشده با فوم یاد شده، به ترتیب از 12955 به 13465 و سپس به 11192 ژول تغییر می‌یابد که نشان دهنده جذب انرژی بالاتر نمونه فوم حاوی 5/1 درصد TiH2 با چگالی 88/0 است. هم‌چنین نتایج تحلیل تصویری مقطع طولی فوم‌ها با چگالی متفاوت نشان می‌دهد پارامتر"ضریب جوری" که در پژوهش حاضر توسعه داده شده است به خوبی می‌تواند اثر غیر همگنی ساختار سلولی فوم را در الگوی کمانش پلاستیک پیشرونده و میزان جذب انرژی لهیدگی نشان دهد.

---