فنی و مهندسی

مقاله نقش عملگرهای مختلف در سازه های مورفینگ مقدمه سازه های مورفینگ(سازه های هوشمند) به سازه هایی اطلاق می شود که قادر اند شکل و هندسه خود را با توجه به شرایط مختلف تغییر دهند و از این طریق سبب افزایش عملکرد سازه ها شوند. امروزه استفاده از این سازه ها که به آن ها سازه های هوشمند نیز اطلاق می شوند در کاربردهای مختلف، مورد علاقه طراحان قرار گرفته است. افزایش قدرت مانور هواپیماها و نیز روند روبه توسعه سفینه ها و ماهواره های فضایی از جمله دلایل افزایش تمایل به استفاده از این سازه ها می باشد. در ادامه بحث با مثال هایی به سازه های مورفینگ با استفاده از عملگرهای مختلف اشاره خواهد شد. (بیشتر…)

چوب پلاستیک از کامپوزیت های طبیعی می باشد که از دو جزء کلی پلیمرها یا رزین های ترموپلاستیک و چوب تشکیل شده است. سابقه استفاده از چوب به عنوان مواد پرکننده به حدود 90 سال گذشته مربوط می شود. بیشتر این چوب پلاستیک ها در آن زمان روی مواد ترموست همانند رزین های فنل و فرمالدهید بود و در اواخر 1960 از رزین های ترموپلاستیک استفاده شد و در سال 1990 اکثر چوب پلاستیک ها را از رزین های ترموپلاستیک درست می کردند. امروزه بعد از گذشت این دوران آماده سازی، ترکیب چوب و پلاستیک مورد توجه خاصی قرار گرفته است. با قطع یک درخت حدود 50% از آن درخت استفاده می شود و بقیه به صورت ضایعات هستند با این ضایعات می توان کامپوزیتی تولید نمود که در فضای باز عمر مفیدی حدود 20 سال دارد و این کامپوزیت ها قابل بازیافت هستند و به محیط زیست آسیبی نمی رسانند. چوب در این نوع کامپوزیت ها حدود 20-60% وجود دارد. در حین فرایند باید پلیمری استفاده شود که دمای ذوبی کمتر از تجزیه چوب داشته باشد. افزودنی هایی برای تولید چوب پلاستیک استفاده می کنند تا بهبود فرایند مثل(روان کننده، آنتی اکسیدان ها و جاذب اسید) و افزایش دهنده و…

تفاوت پلیمر و پلاستیک ( پلاستیک پلیمر است؟ ) شاید در نگاه اول مهم نباشد. ولی شخصی که می خواهد به عنوان متخصص امر در این مورد فعالیت کند باید این اصطلاحات را بلد باشد و از نگاه عموم نیز دانستن تفاوت این دو مورد خالی از لطف نخواهد بود. پلیمر ماده خالصی است که از واکنش پلیمره شدن حاصل می شود. این واژه معمولا به عنوان نام خانوادگی کلی موادی به کار می رود که دارای مولکول های دراز زنجیرگونه است و حتی کشسان ها(Rubbers) را نیز شامل می شود. از طرف دیگر پلیمر بندرت به صورت خالص مصرف می شود و با افزودن مواد دیگری به آن، اصطلاحا پلاستیک نامیده می شود. برخی از طراحان ممکن است بسادگی برای ساخت یک قطعه خاص فلز را پیشنهاد دهند که چنین برخوردی با پلاستیک ها به هیچ وجه منطقی نیست. همچنانکه فولاد دارای درجه بندی و انواع گوناگون است، به همین ترتیب برای مثال، پلی پروپیلن نیز به عنوان نوعی از پلاستیک دارای درجه بندی و انواع متفاوتی است. طراح موفق کسی است که بهترین نوع ماده را با توجه به شکل پذیری، چقرمگی، مقاومت شیمیایی و در کل خواص مکانیکی مورد نظر انتخاب کند و به کار گیرد. در این میان نیز در ده…

پالتروژن و مشکلات آن در حین تولید، وابسته به قالب و ابزارهای مورد استفاده می باشد. در این مقاله کلا فرایند پالتروژن را مورد بررسی قرار خواهیم داد. یکی از فرایندهای تولید پیوسته کامپوزیت است که جهت ساخت قطعات با خواص مکانیکی بالا و کامپوزیت هایی که بتوانند با مواد رایج مواد رایج سنتی و مهندسی قابل رقابت باشند، طراحی شده است. این فرایند جهت تولید قطعاتی با کسر حجمی بالای الیاف طراحی شده است که در آن الیاف بیشتر در جهت طولی قطعه قرار می گیرند اگرچه میتوان با استفاده از بافت مناسب الیاف، در جهت عرضی هم الیاف داشت اما عمدتاً خواص اصلی در جهت طولی است (شکل 1).

شکل 1: پالتروژن ترموست

نحوه اجرای فرایند پالتروژن بطوریکه در شکل نیز مشاهده می شود الیاف از قفسه الیاف به حمام رزین وارد و بعد از عبور از پیش شکل دهنده ها وارد قالب می شود و در مرحله آخر بعد از سیستم کشنده توسط سیستم برش به اندازه ای دلخواه پروفیل های تولید شده برش می خورند. توسعه عمده این فرایند ابتدا در امریکا انجام شده است و اولین اختراع در این زمینه در سال 1946 در خصوص تولید میله ماهیگ…

طرز شناسایی پلیمرها (قسمت دوم) قسمت اول مقاله را اینجا بخوانید. برای دانستن تفاوت پلیمر و پلاستیک نیز می توانید روی آن کلیک کرده و تفاوت بین آن ها را بخوانید. همچنین برای شناخت انواع پلاستیک ها نیز می توانید روی‌ آن کلیک کنید و اول ان را مطالعه کنید و سپس به مطالعه نحوه تشخیص پلیمرها بپردازید. اثر حلالهای شیمیایی تاثیرات گوناگون حلال های شیمیایی بر روی مواد مختلف پلیمری فاکتور دیگری برای شناسایی نوع پلیمر یک محصول می باشد. حلال های شیمیایی می توانند محصول را کاملا در خود حل کنند یا تاثیر ناچیزی بر آن داشته باشند و یا اینکه بر ماده پلیمری کاملا بی اثر باشند. تاثیر ناچیز حلال شیمیایی بر محصول پلیمری اغلب تاثیر سطحی است که نشانه آن کدری و چسبندگی سطح محصول می باشد. عموما این حلالها بر روی ترموپلاست هایی مانند PP,PE, PA, PC, ABS یا بی اثرند و یا اینکه تاثیر خیلی مختصر دارند این حلال ها بر روی ترموست های سخت شده نیز کاملا بی تاثیرند ولی می توانند بر روی ترموست هایی که دارای مواد پر کننده ای مانند: آرد چوب و یا الیاف پنبه ای باشند، تاثیر ناچیزی داشته باشند. حلالهای شیمیایی که اصولا…

مقاله طرز شناسایی پلیمرها (قسمت اول) قسمت دوم مقاله را اینجا بخوانید. مقدمه تهیه و تولید ترکیبات جدید پلیمری امکان تغییرات گوناگون در یک گروه پلیمری توسط کو پلیمریزاسیون و پلی بلند و همینطور استفاده از مواد افزودنی متفاوت مانند نرم کننده ها، تقویت کننده ها، پرکننده و غیره سبب افزایش روز افزون نوع و تعداد پلیمرها گردیده است. برای تخمین و تشخیص نوع پلیمر یک محصول پلیمری از روشهای گوناگونی استفاده می گردد. در اینجا به چند روش ساده اکتفا می گردد که بتوان بوسیله آنها نوع پلیمر یک محصول پلیمری را در محل کار و بدون نیاز به آزمایشگاه مجهز تخمین زد و یا دقیقا شناسایی کرد. طبیعی است با این روش ها نمی توان نوع و درصد اعضای تشکیل دهنده و یا مقدار افزودنی های موجود در محصول پلیمری را مشخص کرد. برای این کار نیاز به آزمایشات پیچیده تر شیمیایی فیزیکی، میکروسکوپی می باشد. برای دانستن تفاوت بین پلیمر و پلاستیک روی آن کلیک کنید و تفاوت بین آن ها را بخوانید. همچنین برای شناخت انواع پلاستیک ها نیز می توانید روی‌ آن کلیک کنید و این مقاله را نیز مطالعه کنید و سپس به مطالعه نحوه تشخیص پلیمرها بپردازی…

كامپوزيت هاي طبيعی چیست ؟ كامپوزيت هاي طبيعی یا کامپوزيت‌هاي سبز دارای فاز زمينه و تقويت کننده، از موادي که در طبيعت تجزيه مي‌شوند و در اصطلاح به این مورد زیست تخریب پذیر گفته می شود. کامپوزيت چيست؟ معمولا يک ماده کامپوزيت را به صورت يک مخلوط فيزيکي در مقياس ماکروسکوپيک از دو يا چند ماده مختلف تعريف مي­کنند که اين مواد خصوصيات فيزيکي و شيميايي خودرا حفظ کرده و مرز مشخصي را با يکديگر تشکيل مي دهند (شکل 1).

شکل 1: مواد تشکیل دهنده کامپوزیت

دسته‌بندي کامپوزيت‌ها به طور کلي کامپوزيت­ ها در چهار دسته زير تقسيم­بندي مي­شوند که هر کدام نيز داراي زير مجموعه­هايي مي شوند که در زيزر نشان داده شده است: الف) دسته‌بندي کامپوزيت‌ها از ديدگاه زيستي کامپوزيت‌هاي طبيعي، مانند استخوان، ماهيچه، چوب و ... کامپوزيت‌هاي مصنوعي (مهندسي) ب) دسته‌بندي کامپوزيت‌هاي مهندسي از لحاظ فاز زمينه کامپوزيت‌هاي با زمينه سراميک CMC کامپوزيت‌هاي با زمينه پليمري PMC کامپوزيت‌هاي با زمينه فلزي MMC ج) دسته‌بندي کامپوزيت‌هاي مهندسي…

مقاله پلیمرها و الیاف طبیعی پلیمرهای گیاهی   كار روي پليمرهاي گياهي در جهان از سال ١٩٧٠ و در زمان بحران نفت آغاز شد، در آن زمان كشورهاي پيشرفته به فكر استفاده از موادي براي بسته بندي افتادند كه وابسته به نفت و مشتقات آن نباشد، بنابراين پليمرهاي گياهي ساخته شده با تركيباتي مانند سيب زميني، ذرت و گندم مورد آزمايش قرار گرفت اين پليمرهاي هيدروكربني داراي خواص ضعيف پليمري است كه با تغيير و اصلاح آن ها مي توان به ويژگي هاي پليمرهاي نفتي رسيد. در حال حاضر در آمريكا تمام رستوران هاي زنجيره اي معروف از ظروف بسته بندي گياهي استفاده مي كنند. بخش عمده كشورهاي اروپايي نيز ظروف يك بار مصرف گياهي را جايگزين ظروف بسته بندي حاصل از مشتقات نفتي كرده اند. شكل و ظاهر اين ظروف كاملا مشابه ظروف پلاستيكي است با اين تفاوت كه زيست تخريب پذير است. (بیشتر…)

مقاله کامپوزیت ها، راه کاری برای ساختمان سازی با عملکرد بالا ساخت و ساز سبز(استفاده از مواد طبیعی) چیست؟ ساخت و ساز سبز، ساخته شده از کامپوزیت های با زمینه پلاستیکی، چه برای پروژه های در حال ساخت و چه پروژه های نوسازی دارای ویژگی هایی می باشند که عبارتند از: دوام بالا وزن سبک مقاومت بالا در برابر خوردگی استحکام بالا و نیاز به تعمیر و نگهداری کم می باشد. (بیشتر…)

مقاله پیزو فیلم ها   مقدمه تاریخچه کشف پیزوالکتریک ها به سال 1880میلادی بر می گردد. اصطلاح پیزوالکتریک به دسته ای از مواد اطلاق می شود که اعمال فشار به آن ها سبب به وجود آمدن اختلاف ولتاژ در این مواد می شود. مواد پیزو الکتریک همچنین این قابلیت را دارند که هنگام قرار گرفتن در معرض میدان الکتریی شکل خود را تغییر دهند و می توان از آن ها پاسخ مکانیکی دریافت کرد. (بیشتر…)

مقاله بتن و نقش الیاف تقویتی در آن   مقدمه: استفاده از الیاف به منظور تقویت بتن از اوایل دهه 1960 میلادی شروع شده است. علت اصلی مصرف الیاف در بتن رفتار ضعیف بتن در كشش و خمش، چقرمگی پایین و وجود ترك های ریز در آن است. لذا بهبود تکنولوژی "بتن الیافی" نمونة دیگری از کاربرد الیاف تقویتی (پلیمرها و کامپوزیت‌ها) به‌عنوان یک فناوری نوین در صنعت عمران و ساخت‌وساز می‌باشد. (بیشتر…)

پلیمرهای هوشمند و اولین پلیمر حافظه دار در کمپانی شیمی CFD فرانسه در سال 1984 با نام تجاری پلی نوربورن (Polynorbornene) تولید شد. اثر حافظه داری جز خواص ذاتی پلیمرها برشمرده نمی شود، بلکه مجموعه ای از ساختار و مورفولوژی پلیمر به همراه فرایند های خاصی سبب ایجاد این اثر می گردد. این پدیده شامل فرایند برنامه ریزی و بازیابی می باشد. در شکل 1 مراحل بازیابی و برنامه ریزی نشان داده شده است.

شکل 1: تصویر شماتیک اثر حافظه داری یکطرفه در پلیمرها

نحوه ایجاد و ساخت پلیمرهای هوشمند در پلیمرهای حافظه دار ابتدا از طریق فرایندهای مرسوم، شکل دائمی در پلیمر ایجاد می شود و سپس در مرحله دیگر که به آن مرحله بازیابی گفته می شود نمونه پلیمری تحت تغییر شکل قرار می گیرد و شکل موقت خود را بدست می آورد. با بکارگیری یک محرک خارجی مثل نور، حرارت، میدان الکتریکی و یا مغناطیسی، پلیمر به شکل اصلی خود تبدیل می گردد. به عبارت دیگر شکل دائمی توسط فرایند برنامه ریزی به شکل موقت تبدیل و با اعمال محرک خارجی مانند حرارت تا دمای بالاتر از دمای انتقال نمونه به شکل اولیه خود باز می…

مقاله روش های تولید قطعات کامپوزیتی از الیاف هیبریدی مقدمه: در فرآیند ساخت قطعات کامپوزیتی، مطالعه بر روی رزین های ترموپلاستیک از سال ۱۹۸۰ بسیار مورد توجه قرار گرفته است. یکی از مواد مورد استفاده در تولید کامپوزیت های با ماتریس ترموپلاستیک الیاف هیبریدی می باشد. در این مقاله به روش های تولید کامپوزیت از الیاف هیبریدی پرداخته خواهد شد. (بیشتر…)

مقاله نانوحسگرها و انواع آنها   مقدمه حسگرها ابزارهایی هستند که تحت شرایط خاص، از خود واکنش‌های پیش‌بینی شده و مورد انتظار نشان می‌دهند. شاید دماسنج را بتوان جزء اولین حسگرهای که بشر ساخت به حساب آورد. با توجه به وجود آمدن وسایل الکترونیکی و تحولات عظیمی که در چند دهه اخیر و در خلال قرن بیستم به وقوع پیوسته است، امروزه نیاز به ساخت حسگرهای دقیق‌تر، کوچک‌تر و با قابلیت‌های بیشتر احساس می‌شود. نانو حسگر وسیله‏ ای است بسیار ظریف و در عین حال دقیق و حساس که قادر به شناسایی و ارائه پاسخ به محرک‏های فیزیکی است. نانو حسگرها کاربردهای متعددی در علوم مختلف ازجمله محیط زیست یافته‏ اند. گستره عملکرد این حسگرها در ابعاد نانومتر است، به همین دلیل از دقت و واکنش پذیری بسیار بالایی برخوردارند؛ به طوری که حتی نسبت به حضور چند اتم از یک گاز هم عکس‌العمل نشان می‌دهند. (بیشتر…)

انواع کامپوزیت ها و طبقه بندی آنها را می توان هم براساس بستر یا زمینه تولیدی کامپوزیت ها و همچنین براساس نوع الیاف، بافت الیاف و نوع مواد به کار رفته در کامپوزیت دسته بندی کرد. دسته بندی انواع رایج کامپوزیت در صنعت عبارتند از، کامپوزیت های زمینه پلیمری، زمینه فلزی و زمینه سرامیکی خواهیم پرداخت. 

مقدمه

كامپوزيت ها در ابتدايي ترين شكل خود، سازه هايي هستند كه از به هم پيوستن حداقل دو عنصر تشكيل يافته اند كه خواصي متفاوت از اجزاي تشكيل دهنده خود را دارا مي باشند. در عمل، اكثر سازه ها شامل توده اي از مواد بنام بستر (ماتريس) در كنار نوعي تقويت كننده مي باشند كه بخش تقويت كننده اساسا براي افزايش استحكام و سفتي، به ماتريس اضافه مي شود . تقويت كننده هاي فوق ، معمولا به شكل الياف بكار برده مي شوند (شکل 1).

 

شکل 1: فازهای تشکیل دهنده کامپوزیت

 

تعريف دیگری از كامپوزيت و قدمت آن

هر جسمي كه از اختلاط فيزيكي و ماكروسكوپيك دو يا چند ماده متمايز، بمنظور توليد يك سيستم چندفازي با خواص فيزيكي متفاوت از مواد اولي…

آلیاژهای حافظه دار جزء مواد هوشمند به حساب می آیند. مواد هوشمند موادی هستند که می توانند موقعیت های مختلف را به خاطر بسپارند و با عوامل محرکی همچون تنش های مکانیکی، حرارت، الکتریسیته و یا مغناطیس به موقعیت پیشین خود بازگردند. آلیاژهای حافظه دار بر خلاف آلیاژهای معمول، در بارگذاری های بیش از حد الاستیک رفتار متفاوتی از خود نشان می دهند. در دمای پایین، یک نمونه ی آلیاژ حافظه دار می تواند تغییر شکل پلاستیکی چند درصدی را تحمل کند و سپس در دمای خاص به صورت کامل به شکل اولیه خود بازگردد. در فرآیند بازگشت، آلیاژ قادر است نیرویی قابل توجه تولید کند که از این نیرو می توان به عنوان نیروی محرک در عملگرها استفاده کرد. تاریخچه آلیاژهای حافظه دار جدول 1 خلاصه ای از پیشینه تاریخی آلیاژهای حافظه دار را که منجر به کشف آن ها شده است را نشان می دهد.

جدول 1: پیشینه تاریخی آلیاژهای حافظه دار

تحقیقات انجام شده بر روی آلیاژ های حافظه دار را می توان به چندن دسته تقسیم کرد. گروهی از تحقیقات به بررسی وابستگی رفتار حافظه داری و سوپر …

مقاله سازه های مورفینگ(سازه های هوشمند) مقدمه سازه های مورفینگ(سازه های هوشمند) به سازه هایی اطلاق می شود که قادر اند شکل و هندسه خود را با توجه به شرایط مختلف تغییر دهند و از این طریق سبب افزایش عملکرد سازه ها شوند. امروزه استفاده از این سازه ها که به آن ها سازه های هوشمند نیز اطلاق می شوند در کاربردهای مختلف، مورد علاقه طراحان قرار گرفته است. افزایش قدرت مانور هواپیماها و نیز روند روبه توسعه سفینه ها و ماهواره های فضایی از جمله دلایل افزایش تمایل به استفاده از این سازه ها می باشد. یکی از مشخصات قابل توجه پرندگان توانایی آنها در انطباق هندسه بال هایشان با توجه به شرایط مختلف پرواز می باشد. این قابلیت سبب افزایش عملکرد پرندگان می شود و کمک می کند که به آسانی بتوانند مراحلی مانند اوج گرفتن، تغییر جهت پرواز را و تغییر سرعت را به بهترین صورت کنترل کنند. تصویر 1 نشان دهنده چگونگی تغییرات هندسه بال پرندگان و تغییر سرعت آن ها می باشد. (بیشتر…)

کامپوزیت ها مقدمه امروزه در بسياري از كاربردهاي مهندسي، به تلفيق خواص مواد نياز است و امكان استفاده از يك نوع ماده كه همة خواص مورد نظر را برآورده سازد، وجود ندارد.  به عنوان مثال در صنايع هوافضا به موادي نياز است كه ضمن داشتن استحكام بالا، سبك باشند، مقاومت سايشي و مقاومت در برابر نور ماوراء بنفش خوبي داشته باشند و در دماهاي بالا استحكام خود را از دست ندهند. از آنجا كه نمي توان ماده اي يافت كه همة خواص فوق را دارا باشد، بايد به دنبال روشي براي تركيب خواص مواد بود. اين راه حل همان مواد كامپوزيت است. كامپوزيت ماده اي چند جزئي است كه خواص آن از هركدام از اجزا بيشتر است، ضمن آنكه اجزاي مختلف كارايي يكديگر را بهبود مي بخشند. در شکل زیر می توانید فازهای تشکیل دهند یک کامپوزیت را مشاهده نمایید. (بیشتر…)