جستجو در سایت :   

دانلود متن کامل پایان نامه مقطع کارشناسی ارشد رشته مهندسی مواد 

گرایش : شناسایی، انتخاب و روش‌ ساخت مواد مهندسی

عنوان : ساخت و مطالعه خواص مکانیکی سازه‌های مشبک کامپوزیتی حاوی مواد خودترمیم‌شونده

دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی 

دانشکده مهندسی و علم مواد

پروژه کارشناسی ارشد رشته مهندسی مواد

گرایش شناسایی، انتخاب و روش‌ ساخت مواد مهندسی

ساخت و مطالعه خواص مکانیکی سازه‌های مشبک کامپوزیتی حاوی مواد خودترمیم‌شونده

 استاد راهنما

دکتر رضا اسلامی فارسانی

برای رعایت حریم خصوصی نام نگارنده پایان نامه درج نمی گردد

(در فایل دانلودی نام نویسنده موجود می باشد)

تکه هایی از متن پایان نامه به عنوان نمونه :

(ممکن می باشد هنگام انتقال از فایل اصلی به داخل سایت بعضی متون به هم بریزد یا بعضی نمادها و اشکال درج نشود اما در فایل دانلودی همه چیز مرتب و کامل می باشد)

چکیده

سازه‌های مشبک کامپوزیتی نسل جدیدی از مواد کامپوزیتی پیشرفته هستند که با در نظر داشتن 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 می باشد. قرارگیری سازه‌های مشبک کامپوزیتی در معرض بارگذاری‌های شدید در شرایط کاری، تشکیل ریزترک‌های ساختاری را در این مواد ناگزیر می کند. با در نظر داشتن این که ردیابی و تعمیر ترک‌های ایجاد شده در این سازه‌ها در شرایط کاری امری دشوار می باشد، بایستی از موادی بهره گیری گردد که قابلیت ترمیم خودکار عیوب را داشته باشند. تحت این شرایط بهره گیری 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 گردید.

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، مطالعه شده می باشد. نتایج آزمون خمش نشانگر آن می باشد که بیشترین بازده ترمیم (84%) در نمونه‌های کامپوزیت مشبک حاوی 8 درصد حجمی مواد خودترمیم‌شونده و پس از ترمیم 7 روزه نظاره شده ‌می باشد.

کلمات کلیدی: سازه مشبک کامپوزیتی، خودترمیم‌شونده، آزمون خمش سه‌نقطه‌ای، لوله‌های موئین شیشه‌ای

فهرست مطالب

عنوان صفحه

مقدمه. 1

 فصل اول: مروری بر تحقیقات پیشین.. 6

1-1- سازه‌های مشبک کامپوزیتی7

   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- مطالعه 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- طریقه 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

 :دانلود فایل متن کامل پایان نامه در سایت sabzfile.com

 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 بحث94

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- نتیجه‌گیری139

4-2- پیشنهادها. 141

مراجع   142

کامپوزیت‌ها موادی مهندسی هستند که حداقل از دو جزء غیر قابل امتزاج در یکدیگر تشکیل می شوند، و خواص آنها همواره از خواص هریک از اجزای تشکیل ‌دهنده برتر می باشد. بهره گیری از مواد کامپوزیتی در زندگی بشر به دلیل خواص قابل‌ توجه آنها از دیرباز مورد توجه بوده ‌می باشد، کمااینکه در گذشته و برای ساخت بناها از کاه‌گل که یکی از ابتدایی‌ترین کامپوزیت‌ها به شمار می‌آید، بهره گیری می‌شده می باشد.

اما آغاز توسعه و کاربرد مواد کامپوزیتی پیشرفته در صنایع مختلف به اوایل قرن بیستم بازمی‌گردد، جایی که کامپوزیت‌های زمینه ‌پلیمری تقویت‌شده با الیاف پراستحکامی نظیر کربن و شیشه، به دلیل دارابودن ویژگی‌هایی نظیر وزن کم، قابلیت فرآیندپذیری خوب، پایداری شیمیایی در شرایط محیطی مختلف، خواص استحکامی مناسب و وزن کم، مورد توجه بسیاری از صنایع نظیر صنایع هوافضا، دریایی، خودروسازی، حمل ونقل ریلی و صنعت ساخت لوازم ورزشی قرار گرفتند.

همانگونه که تصریح گردید، صنعت هوافضا همواره به دلیل خواص قابل توجه سازه‌های کامپوزیتی، یکی از مشتریان اصلی این مواد بوده ‌می باشد. اگرچه به دلیل هزینه‌های زیاد فرآیند ساخت، بهره گیری از این مواد فراگیر نشده می باشد اما نیاز به موادی با بازدهی بالاتر و وزن کمتر، همچنان موجب تمایل روزافزون به بهره گیری از کامپوزیت‌ها شده می باشد. پس می‌توان گفت که این مواد در عین سبکی دارای قابلیت تحمل بار و سفتی بسیار زیادی هستند.

کامپوزیت‌های زمینه پلیمری تقویت‌شده با الیاف پراستحکام با توسعه در قالب سازه‌های مشبک کامپوزیتی، نسل جدیدی از کامپوزیت‌های پیشرفته پرکاربرد در صنایع هوافضا را معرفی کرده‌اند. سازه‌های مشبک کامپوزیتی، کامپوزیت‌هایی هستند که به صورت مشبک ساخته می شوند. این سازه‌ها علاوه بر دارا بودن خواص ویژه یک کامپوزیت پیشرفته به دلیل برخورداری از طراحی ویژه هندسی، جذب انرژی و مقاومت به ضربه فوق‌العاده خوبی از خود نشان می‌دهند.

ریب و پوسته اجزای اصلی تشکیل‌دهنده سازه‌های مشبک کامپوزیتی هستند. در این سازه‌ها ریب‌ها اصلی‌ترین المان‌های تحمل‌کننده بار به شمار می‌آیند. گره‌ها در محل برخورد ریب‌ها تشکیل شده و وظیفه دارند تا تنش‌های اعمالی به سازه مشبک را بین ریب‌ها توزیع کنند.

قابلیت اطمینان، بهره‌وری بالا، بازده وزنی زیاد و سایر خواص منحصربفرد سازه‌های مشبک کامپوزیتی ناشی از طبیعت تک‌جهته بودن خواص در ریب‌های آنها می باشد. تحت شرایطی که ریب‌ها از الیاف تقویت‌کننده تک‌جهته ساخته شده باشند، پس از بارگذاری هیچگونه غیریکنواختی در خواص مکانیکی سازه نظاره نخواهد گردید. پس احتمال بروز پدیده لایه‌ای شدن در این سازه‌ها بسیار کم می باشد.

پیش‌بینی ظرفیت تحمل بار سازه‌های مشبک کامپوزیتی یکی از پارامترهای مهم در طراحی آنها می باشد. البته به دلیل وجود پیچیدگی‌ در خواص ساختاری و مکانیکی این سازه‌ها، پیش‌بینی ظرفیت تحمل بار آنها بسیار مشکل خواهد بود. این سازه‌ها نیز همانند سایر مواد تحت بارگذاری‌های شدید دچار گسیختگی و شکست می شوند. اما با در نظر داشتن طراحی خاص بکار رفته در آنها، تنوع مکانیزم‌های شکست احتمالی بسیار زیاد خواهد بود. شکست و کمانش ریب‌ها، کمانش ریب‌ها، بروز ترک در ریب‌ها و پوسته، کمانش موضعی و کلی پوسته و ترکیبی از مکانیزم‌های فوق منجر به گسیختگی سازه‌های مشبک کامپوزیتی خواهد گردید.

نقطه آغاز هر یک از مکانیزم‌های شکست احتمالی، تشکیل ریزترک‌ها در ساختار داخلی کامپوزیت می باشد. قرارگیری سازه‌های مشبک کامپوزیتی تحت بارگذاری‌های شدید منجر به بروز ترک در این مواد خواهد گردید. رشد ترک‌ها تحت بارگذاری‌های پیوسته در شرایط کاری منجر به شکست نهایی سازه‌های کامپوزیتی می گردد.

در بسیاری از سازه‌های کامپوزیتی مشبک مورد بهره گیری در هواپیماها و سازه‌های هوافضایی، فرآیند تعمیر و نگهداری همواره با هزینه‌های سنگینی همراه می باشد. پس به مقصود کاهش هزینه تعمیرات سازه‌های مشبک کامپوزیتی مورد بهره گیری در این صنایع، کاهش زمان خارج از سرویس‌ بودن، و همچنین در جهت افزایش بهره‌وری و طول عمر این سازه‌ها می‌توان از مواد خودترمیم‌شونده با قابلیت تعمیر خودکار ترک‌ها در شرایط کاری بهره گیری نمود. در اینجا واژه‌ی “تعمیر” به بازیابی خواص مکانیکی کامپوزیت‌های آسیب‌ دیده اطلاق می گردد. کامپوزیت‌های خودترمیم‌شونده بسیار متنوع بوده و از عوامل ترمیم‌کننده‌ی گوناگونی تشکیل می شوند. فرآیند خودترمیمی در پلیمرها و کامپوزیت‌های پلیمری تقویت‌شده با الیاف نیز با الگوبرداری از مکانیزم‌های زیستی به‌ چند طریق قابل دستیابی می باشد: بهره گیری از میکروکپسول‌های پر شده با مواد خودترمیم‌شونده، الیاف توخالی، شبکه‌های آوندی نافذ و یا بکارگیری فرآیندهای خودترمیمی ذاتی با تغییر ساختار مولکولی پلیمرها.

با در نظر داشتن موضوعات مطرح ‌شده، هدف آن می باشد که اندازه بازیابی خواص خمشی و کارایی سیستم خودترمیم‌شونده در کامپوزیت‌های مشبک خودترمیم‌شونده حاوی لوله‌های موئین مورد مطالعه قرار گیرد. بر این اساس، در فصل 1 این پژوهش به مرور تعاریف کلی از سازه‌های مشبک کامپوزیتی و مواد خودترمیم‌شونده پرداخته می گردد و همچنین پژوهش‌هایی که تاکنون در ارتباط با بحث خمش پنل‌های مشبک کامپوزیتی و سیستم‌های خودترمیم‌شونده حاوی لوله موئین (و الیاف توخالی) انجام شده می باشد، مورد مطالعه قرار می‌گیرد. در بخش سازه‌های مشبک کامپوزیتی، پس از ارائه تعاریف اولیه، تاریخچه‌ای از سازه‌های مشبک مطرح شده می باشد. در ادامه روش‌های ساخت سازه‌های مشبک کامپوزیتی ارائه شده و کاربردهای آنها مورد مطالعه قرار می‌گیرد. و در انتها، مروری بر مقالات مرتبط با بحث خمش سازه‌های مشبک کامپوزیتی و جذب انرژی آنها انجام شده می باشد. در بخش کامپوزیت‌های زمینه پلیمری خودترمیم‌شونده پس از معرفی اولیه پلیمرها و مواد خودترمیم‌شونده، تاریخچه‌ای از کامپوزیت‌های زمینه پلیمری خودترمیم‌شونده ارائه شده می باشد. در ادامه انواع مکانیزم‌های خودترمیمی مورد مطالعه قرار گرفته می باشد. در قسمت اصلی از این بخش، مقالات مرتبط با بحث بهره گیری از لوله‌های موئین یا الیاف توخالی به عنوان سیستم خودترمیم‌شونده در کامپوزیت‌ها به گونه کامل مورد مطالعه قرار گرفته‌ می باشد. سپس در فصل 2 فصل تبیین کاملی از فرآیند تجربی ساخت، تخریب و آزمون خمش سه‌نقطه‌ای نمونه‌ها ارائه می گردد. در ادامه و در فصل 3 نتایج بدست آمده از آزمون خمش نمونه‌های مشبک خودترمیم‌شونده ارائه شده و مورد مطالعه و تحلیل قرار می‌گیرند. همچنین بازده ترمیم سازه‌های مشبک کامپوزیتی حاوی مواد خودترمیم‌شونده محاسبه شده می باشد. در پایان و در فصل 4، اختصار‌ای از دستاوردهای این پژوهش تجربی در ارتباط با قابلیت ترمیم سازه‌های مشبک کامپوزیتی ارائه شده و به مقصود ادامه فعالیت‌های پژوهشی در این زمینه پیشنهاداتی مطرح می گردد.

تعداد صفحه :161

این مطلب رو هم توصیه می کنم بخونین:   دانلود پایان نامه ارشد : سنتز و ساخت قطعات از نانو ذرات زیرکونیا و محلولهای جامد آن

قیمت : 14700 تومان

بلافاصله پس از پرداخت لینک دانلود فایل در اختیار شما قرار می گیرد

و در ضمن فایل خریداری شده به ایمیل شما ارسال می گردد.

پشتیبانی سایت :        ****       serderehi@gmail.com

در صورتی که مشکلی با پرداخت آنلاین دارید می توانید مبلغ مورد نظر برای هر فایل را کارت به کارت کرده و فایل درخواستی و اطلاعات واریز را به ایمیل ما ارسال کنید تا فایل را از طریق ایمیل دریافت کنید.

***  *** ***

دسته‌ها: مهندسی مواد