مکانیک مواد پیشرفته و هوشمند

چکیده در پژوهش حاضر، کامپوزیت هیبریدی زمینه آلومینیوم تقویت‌شده با ذرات آلومینا و گرافیت به روش ریخته‌گری گردابی همراه با ریخته‌گری گریز از مرکز تهیه و رفتار تریبولوژیکی آن بررسی شد. تست سایش با سرعت لغزش cm/s60 و با نیروی N30 انجام گردید. نتایج نشان داد که با افزودن گرافیت و آلومینا به زمینه‌ی آلومینیوم، مقاومت سایشی کامپوزیت هیبریدی افزایش یافت. مقدار گرافیت در کامپوزیت هیبریدی تأثیر زیادی بر نرخ سایش داشت و افزودن آن تا یک مقدار بهینه منجر به کاهش نرخ سایش و افزایش بیشتر آن، افزایش نرخ سایش را در پی دارد. با وجود ذرات آلومینا، سختی کمتر کاهش یافته و مقاومت سایشی افزایش پیدا کرد. کامپوزیت هیبریدی Al-Al2O3-Gr نرخ سایشی بسیار بهتری از آلیاژ زمینه و همچنین کامپوزیت Al-Gr نشان داد. کامپوزیت Al-Gr به دلیل مقدار بالای گرافیت و نبود ذرات آلومینا نرخ سایش زیادتری حتی از آلیاژ زمینه داشت. بررسی‌های میکروسکوپ الکترونی روبشی سطوح سایش نشان داد که در آلیاژ زمینه مکانیزم سایش، ترکیبی از مکانیزم‌های چسبان، خراشان و تورقی است در حالی که در کامپوزیت‌ها، مکانیزم غالب سایش خراشان و تورقی است.

چکیده منظور از فرایند تعلیق خنثی کردن نیروی جاذبه وارد به نمونه به کمک یک نیروی غیرتماسی و تعلیق نمونه در هوا بدون تماس با سطوح ثانویه می‌باشد. فواید حذف تماس یک ماده با سطوح خارجی باعث مورد توجه قرار گرفتن فرایند تعلیق شده‌است. با توجه به این موضوع که در میان روش‌های تعلیق، تعلیق فراصوت تنها روشی است که برای مواد با خواص فیزیکی و هندسه‌های متفاوت قابل اعمال است، تعلیق ماده در فاز مایع نیز به کمک این روش قابل انجام است. پتانسیل تعلیق فراصوت مایعات برای استفاده در مواردی مانند داروسازی، زیست‌شناسی، کنترل ساختار ماده و غیره باعث انجام تحقیقات متعددی در زمینه بهبود شرایط این فرایند شده‌است. در این مقاله سعی شده‌است در بخش اول مروری بر تئوری و روابط تحلیلی فرایند تعلیق فراصوت انجام شود و سپس در بخش دوم مطالعات انجام شده در زمینه بهبود شرایط فرایند تعلیق و عوامل موثر بر آن مورد بررسی قرار گرفته است . در نهایت نگاهی به آینده تحقیقات در این زمینه شده‌است

چکیده کریستال‌های فونونیک مواد پیشرفته ای هستند که از تکرار یک یا چند ماده(آخال) در یک ماده زمینه تشکیل می‌شوند. خصوصیت متمایز کننده این مواد، وجود شکاف نواری است. شکاف نواری کامل یک محدوده فرکانسی است که کریستال فونونیک از انتشار امواج الاستیک یا آکوستیک که فرکانس آن‌ها در آن محدوده قرار می‌گیرد در همه جهات جلوگیری می‌کند. به دلیل خصوصیت شکاف نواری، کریستال‌های فونونیک برای مدیریت انتشار امواج الاستیک مناسب هستند. در این پزوهش ساختار های کریستال فونونیک دو بعدی بررسی شده است. برای رسیدن به شکاف نواری مطلوب تا کنون کارهای زیادی روی ساختار کریستال فونونیک انجام شده است. در این مقاله تلاشهای فوق شامل دوران آخال های غیر دایره‌ای ، اضافه کردن یک آخال به سلول واحد اولیه، تغییر نوع شبکه و شکل آخال، کریستال فونونیک مرکب، کریستال فونونیک آشیانه‌ای ، کریستال فونونیک نامتجانس، کریستال فونونیک سلسله مراتبی و استفاده از مواد هوشمند در ساختار کریستال فونونیک مورد بررسی قرار گرفته است.

چکیده هدف این مقاله انتخاب مواد برای اجزای پهپاد چهارروتوره با ساختار زمان-متغیر است. استفاده از ساختار زمان-متغیر اگرچه امکان حرکت در مسیرها و قابلیت‌های متنوع را فراهم می‌کند، اما تغییر ابعاد احتمال شکست به دلیل اثرات بارگذاری، نیروهای عمودی و نیروی درگ موتورها بیشتر می‌کند؛ بنابراین در فرایند طراحی علاوه بر درنظرگرفتن وزن و هزینه، باید پارامترهای مربوط به دوام و تحمل بار سازه ربات نیز بررسی شود. بدین منظور ابتدا شبیه‌سازی به‌صورت جداگانه در محیط نرم‌افزاری انجام‌گرفته است و نتایج تحلیل تنش قطعات پهپاد چهار روتوره در جداول مربوطه قرار داده شدند. معیارهای مختلفی در انتخاب مواد مناسب برای ساخت وجود دارند که به این منظور در جداول طراحی اثربخشی هر معیار مشخص شده و در نهایت این که کدام مواد انتخاب بهینه‌تری برای استفاده است مشخص شده است. نتایج نشان می‌دهد با انتخاب مواد Aluminum 7075-T6 و ABS+ Filament، تغییر شکل بدنه در بار حداکثر موتورها بسیار اندک است و فاکتورهای وزن و هزینه تمام‌شده نیز بهینه می‌گردد.

چکیده در این تحقیق القای تنشهای متناوب فرکانس بالا در قطعات فولادی با استفاده از میدان مغناطیسی متناوب به صورت تجربی مورد بررسی قرار گرفته است. این کار ضمن القای تنش‌های متناوب، می‌تواند باعث افزایش دمای قطعه و تسهیل آزادسازی تنش‌های پسماند گردد. تنش‌های پسماند ناشی از فرایند جوشکاری در ناحیه اطراف خط جوش، مثال خوبی برای کاربردهای این روش هستند. این روش بسیار سریع است و بدون محدودیت مکانی می‌توان آن را برای قطعات کوچک یا بزرگ مورد استفاده قرار داد. همچنین ابزارهای لازم برای این کار را می‌توان به آسانی و با هزینه های نسبتاً کمی تهیه نمود.

در این مطالعه، برای القای میدان مغناطیسی، از یک سیم‌پیچ کوچک با هسته آهنی استفاده گردید و برای ایجاد جریان نوسانی در سیم‌پیچ، از یک بورد الکتریکی ساده و ارزان قیمت استفاده شد که به وسیله یک سویچ الکترونیکی فرکانس بالا که در مسیر یک جریان مستقیم قرار گرفته است، یک موج متناوب مستطیلی را ایجاد می‌نماید. نتایج تجربی به دست آمده نشان می‌دهند که قطعه را می‌توان در فرکانس‌های نزدیک فرکانس طبیعی طولی قطعه و یا زیر هارمونی‌های آن به تشدید رساند و در این حالت تنش‌های طولی در مرتبه 100 مگاپاسکال در قطعه القا می‌شود. با ارتقای تجهیزات الکتریکی تهیه شده در این پژوهش، این امکان وجود دارد که تنش‌های القایی تا چندین برابر نیز افزایش داده شوند.بنابراین، به نظر می رسد با استفاده از تجهیزات مناسب، روش القای میدان مغناطیسی فرکانس بالا بتواند به عنوان یک روش جایگزین در عملیات تنش زدایی مورد استفاده قرار گیرد.

چکیده بدلیل اهمیت تاثیر شرایط محیطی بر رفتار مواد مهندسی، در این پژوهش به بررسی تاثیر محیط اسیدی در دماهای مختلف بر مدول خمشی و چقرمگی شکست چندلایه کامپوزیتی از جنس الیاف شیشه /وینیل استر تحت بارگذاری مود II پرداخته شده است. نمونه‌ها در دماهای 25 و 80 درجه سانتیگراد برای بازۀ زمانی مختلف در شرایط محیطی اسیدی قرار گرفتند. نتایج آزمایشگاهی نشان از اثرات قابل توجه شرایط محیطی مختلف به ویژه در دمای 80 درجۀ سانتیگراد بر رفتار تورقی نمونه‌های کامپوزیتی دارد. نمودارهای بار-جابه‌جایی و چقرمگی شکست نمونه‌های در بازه‌های زمانی مختلف مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج آزمایشگاهی نشان می‌دهد که در دمای 25 درجه سانتیگراد بیشینه بار و همینطور چقرمگی شکست بین‌لایه‌ای در ابتدا روندی افزایشی داشته و پس از آن روندی کاهشی به‌خود می‌گیرد. همچنین در دمای 80 درجه سانتیگراد بعد از گذشت 250 روز بیش از ۵۰ درصد افت در مقدار چقرمگی شکست مشاهده گردید.علاوه بر این به منظور شبیه سازی رشد تورق از مدل ناحیه چسبناک استفاده و با نتایج تجربی مقایسه گردید که از دقت قابل قبولی برخوردار بود. تصاویر الکترون روبشی مکانیزم های آسیب و رشد ترک را در خلال زمان، نشان داد که در سطح شکست نمونه ها شکست الیاف و جدایش الیاف از رزین رخ می دهد.

چکیده ربات های مینیاتوری امروزه در حال توسعه هستند و برای پایش تجهیزات الکتریکی و امور پزشکی مانند دارو رسانی و یا مداخله حداقلی استفاده می شوند. ربات های پلمیری که برای این منظور ارائه شده اند سازگاری با محیط و کارایی خوبی دارند اما امکان تغییر قطر محدودی دارند. نسل جدیدی از ربات های انعطاف پذیر و نرم به عرصه آمده اند که بر اساس سیال های فلزی کار می کنند. تغییر شکل فوق العاده باریک و عبور از فضاهای محدود این امکان را فراهم می کند که از آسیب رساندن به بافت های بیولوژیکی اطراف خودداری شود. این ربات ها نیز کارایی شان وابسته به محیط است. در این بین ربات های هیبریدی بر پایه الاستومر-فلز معرفی شده اند که مانند اسلایم انعطاف دارند و مانند سیال مگنتورئولوژیک قابلیت کنترل سفتی با میدان مغناطیس دارند. در این مقاله ساخت ربات اسلایم نانو مغناطیس توضیح داده شده است و مواردی از خواص فیزیکی و رئولوژیکی آن گزارش شده استو همچنین مواردی از کاربرد آن توسط آزمایشات تجربی بررسی شده است.