چکیده

الیاف کربن بخاطر داشتن خصوصیاتی چون مقاومت زیاد ، وزن کم و مقاومت در برابر خوردگی وحرارت ، ماده بسیار مناسبی جهت تقویت کامپوزیت های پایه پلیمری به حساب می آید .

در دنیای مواد ، الیاف کربن همانند آخرین امید برای افزایش خواص مکانیکی عمل می کنندیعنی در تقویت دیگر مواد و بهبود ویژگی های آنها معجزه وار عمل می کند . کامپوزیت های تقویت شده با الیاف کربن دارای ویژگی های برجسته ای مانند استحکام و چقرمگی بالا ، سبکی ، مقاومت در برابر خوردگی و حرارت و هدایت الکتریکی هستند از دیگر ویژگی های الیاف کربن قابلیت استفاده همراه با مواد گوناگون همانند دیگر الیاف پلاستیک ها فلزات چوب و سیمان است .

مقدمه :

الیاف کربن نسل جدیدی از الیاف پر استحکام است . این مواد از پرولیز کنترل شده گونه هایی از الیاف مناسب تهیه می شود . به صورتی که بعد از پرولیز حداقل 90 درصد کربن باقی  بماند .

در دهه ی اخیر الیاف کربن در موارد غیر نظامی بسیاری همچون هواپیماهای مسافربری و باربری خودروسازی ساخت قطعات صنعتی صنایع پزشکی صنایع تفریحی – ورزشی و بسیاری موارد دیگر کاربر های روز افزونی یافته است . الیاف کربن در کامپوزیت های با زمینه سبک مانند انواع رزین ها به کار می رود .

کامپوزیت های الیاف کربن در مواردی که استحکام و سختی بالا به همراه وزن کم و ویژگی های استثنایی مقاومت به خوردگی مد نظر باشند . یگانه گزینه پیش روست .

هم چنین هنگامیکه مقاومت مکانیکی در دمای بالا خنثی بودن از لحاظ شیمیایی و ویژگی ضربه پذیری بالا نیز انتظار بروند . باز هم کامپوزیت های کربنی بهترین گزینه هستند . با توجه به این ویژگی ها پهنه گسترده موارد کاربرد این ماده در گستره های گوناگون فن آوری به سادگی قابل تصور است .

تعداد صفحات :35

چکیده

FGM مخفف «Functionally Graded Material» میباشد. مواد FGM، موادی جدید و پیشرفته میباشند که از نظر ریزساختاری غیرهمگن بوده و خواص مکانیکی آنها به طور پیوسته از یک سمت سازه تـا سـمت دیگـر تغییـر میکند. معمولاً این مواد از دو ماده ساختاری سرامیک و فلـز سـاخته مـیشـوند. در مـواد FGM، خـواص بـا تغییـر موقعیت تدریجاً تغییر میکنند. ایـن تغییـر خـواص بـه علـت ترکیـب شـیمیایی وابسـته بـه موقعیـت – در سـطح ریزساختاری یا اتمی – ظاهر میشود. این مواد که جز مواد مرکـب محسـوب مـیگردنـد، اخیـراً در صـنایع مختلـف کاربرد وسیعی یافته اند.  روشهای ساخت فراوانی برای تولید مـواد FGM، وجـود دارنـد. در ایـن سـمینار، تاریخچـه روشهای ساخت مواد FGM، از ابتدا – در سال 1984 توسط پژوهشگران ژاپنی- تاکنون و چندین روش ساخت این مواد از جمله روش متالورژی پودر، و روش ذوبی مـورد بررسـی قـرار مـیگیرنـد. همچنـین،  ایـن روشهـا از لحـاظ درجه بندی، ضخامت لایه ها، تنوع در محتویات فاز، نوع FGM و تنوع در هندسه اجزا مورد بررسـی قـرار مـیگیرنـد. انواع مکانیزم ها و دستگاه های تولید و موارد استفاده هر روش تولیـد و جزئیـات و مراحـل آن شـرح داده مـیشـوند. به علاوه، به نمونه های مواد FGM در طبیعت  اشاره میشود. نمونههای زیادی از این مواد را میتوان در طبیعت یافـت که از نظر ریزساختاری بسیار ظریفتر و یکنواختتر از ساخته های بشر میباشند.

مقدمه

در سالهای اخیر با رشد روزافزون و شتابان صنایع مختلف و پیشرفته تر شدن دسـتگاههـای صـنعتی و توسـعه موتورهای پرقدرت صنایع هوافضا، توربین ها و راکتورها و دیگر ماشینها نیاز بـه مـوادی بـا مقاومـت حرارتـی بـالا و مقاومتر از لحاظ مکانیکی احساس شده است. در سالهای قبل در  صنایع هوافضـا از مـواد سـرامیکی خـالص جهـت پوشش و روکش قطعات با درجه کارکرد بالا استفاده میشد. این مواد عایقهای بسـیار خـوبی بودنـد ولـی مقاومـت زیادی در برابر تنشهای پسماند نداشتند. تنش های پسماند در این مواد مشکلات زیادی از جمله ایجاد حفره و ترک مینمود.  بعدها برای رفع این مشکل از مواد کامپوزیت لایهای استفاده شد. تنشهای حرارتی در این مواد نیز موجـب پدیده لایهلایه شدن میگردید. با توجه به این مشکلات طرح مادهای مرکب که هم مقاومت حرارتی و مکـانیکی بـالا داشته و هم مشکل لایهلایه شدن نداشته باشد، ضرورت پیدا کرد.  FGMها مواد کامپوزیتی با ریزساختار ناهمگن میباشند، که خواص مکانیکی آنها بطور ملایم و پیوسـته از یـک سطح به سطح دیگر جسم تغییر میکند. نوع رایج آن ترکیب پیوسـتهای از سـرامیک و فلـز مـیباشـد. ایـن مـواد از اختلاط پودر فلز و سرامیک بدست میآیند. تغییر فلز و سرامیک از  یک سطح به سطح دیگر کاملاً پیوسته میباشـد؛ به گونهای که یک سطح از جنس سرامیک خالص و یک سطح، فلز خالص است. بین دو سطح، ترکیب پیوسـت های از هر دو ماده میباشد. خواص مکانیکی نیز با توجه به نوع ترکیب تغییـرات پیوسـتهای در جهـت ضـخامت دارد. مـاده ساختاری  سرامیک به علت ضریب انتقال حرارت کم و مقاومت زیاد در مقابل دما، درجات حرارت بسیار بالا را تحمل کرده و ماده ساختاری فلز انعطاف پذیری لازم را فراهم میکند. به علاوه، اختلاط سرامیک و فلز با تغییرات پیوسـته از یک سطح تا سطح دیگر در یک سازه به آسانی قابلساختن میباشـد.  بـه علـت تغییـرات پیوسـته خـواص مکـانیکی مشکلات عدم پیوستگـی که در سازههای کامپوزیت وجود دارد؛ در مواد FGM به وجود نمیآید. این مواد ابتدا بـرای در سازههای مختلف تولید شدند. مزیـت اسـتفاده از ایـن مـواد،  ایجاد سپر حرارتی و پوششهای عایق حرارتی است که قادر  به تحمل درجات حرارت بسیار بالا و اختلاف درجه حرارت بسیار بالا بوده و مقاوم در مقابل خوردگی و سایش میباشند و همچنین مقاومت بالایی در مقابل شکست دارند. در حال حاضر از این مواد برای سازههایی کـه در مقابل درجات حرارت بالا باید مقاوم باشند، استفاده میگردد. از نکات بسیار برجسته این مـواد، امکـان بهینـه سـازی تغییرات تنش در آنها با تغییر مناسب پروفیل تغییـرات مـواد سـاختاری اسـت. تـا مـدتهـا افـزایش یکنـواختی در ریزساختارها مورد توجه بود تا بدین وسیله خصوصیات ماده بهبـود یابـد. حـال آنکـه امـروزه مـواد FGM همـراه بـا غیریکنواختی های فضایی که عمداً در آنها ایجاد میشود، محبوبیت زیادی در محیط های با دمای بالا کسب نمودهاند.
این مواد با توجه به پیوستگی ترکیب مواد تشکیلدهنده، دارای خواص مکانیکی مؤثرتری نسبت به مـواد کامپوزیـت لایهای میباشد.
این مواد در ساخت صفحات و پوسته های مخازن، راکتورها و توربینها و دیگر اجزای ماشین هـا کـاربرد زیـادی دارند، زیرا این قطعات آمادگی بالایی جهت واماندگی ناشی از کمانش حرارتـی دارنـد. از دیگـر مزایـای مـواد FGM نسبت به مواد کامپوزیت لایهای، عدم گسستگی در محل اتصال لایه ها میباشد؛ زیرا همانطور که گفته شـد در مـواد FGM ترکیب سرامیک و فلز پیوسته میباشد.

تعداد صفحه :76

چکیده
در این متن پیزو سرامیکهای تابعی (FGP) معرفـی و روش سـاخت آنهـا بررسـی مـیگـردد. و بـه توضیح روش Dual Electro/piezo property) DEPP) پرداخته میشود که همزمـان از تغییـر در خواص پیزوالکتریک وخاصیت نفوذ پذیری الکتریکی برای ساخت پیزو سرامیکهـایی بـا جابجـایی بزرگ و بازده انرژی مناسب، استفاده میکند که قابلیتهایی مشابه سایر روشهـای تولیـد گرادیـان را میتواند در نصف پتانسیل الکتریکی وارد شده به آنها داشته باشد.
این روش تولید گرادیان همراه با یک فرآیند تطبیق یافتـۀ Micro-Fabrication همـراه بـا روش co- extrusion اجرا شده که این فرایند میتواند دقت و کنترل مناسب روی گرادیان مـواد در چنـد بعد را ایجاد کند واین فرایند بـرای سـاخت اولـین عملکردهـای پیـزو سـرامیک یکپارچـه کـه تغییـر  شکلهایی از درجه بالا تولید میکنند بکار رفته است. آزمـایش خسـتگی بـر روی یـکDEPP FGP قابلیت ایجاد چهار برابر بهبود در عملکرد نسبت به پیزو الکتریکهـای معمـول را نشـان مـیدهـد کـه موجب میشود استفاده از عملگر با خواص تابعی در کاربردهایی که قابلیت اطمینان مهمتـرین مسـئلۀ مورد توجه است، مناسب باشد.

مقدمه
پیزو سرامیکها با وجود قابلیتهای بسیار زیاد و کاربردهای گسترده ای که دارنـد، ماننـد همـۀ مـواد هوشمند معایبی هم دارند مثلا کرنش (مربوط به حرکت عملگر) که بوسیلۀ یک پیزو الکتریک معمـول ایجاد میشود، عموما خیلی کوچک است. (در حد چند میکرون) و باید با بکار بـردن در یـک  سـاختار تقویت شود تا بتوان مقدار کار مناسبی را تولید نمودco- extrusion افـزایش مقـدار جابجـایی بـه قیمت افزایش مقدار نیرو تمام میشود که در پیزو سرامیک به مقدار زیاد دیده میشود ولـی متاسـفانه آنچه موجب تقویت مقدار جابجایی میشود همچنین موجب کاهش قابلیـت  اطمینـان در عملگـر نیـز خواهد شد. عموما برای ایجاد یک ساختار ، لایههای متصل به هم در عملگر ایجاد میکنیم که مستعد ایجاد جدایی بین لایه ای (delamination)و نیز تمرکز تنش بالا در ماده است. این شرایط میتواند موجب تخریب ناگهانی در وسیلۀ پیزو سرامیک شود که باعث  میشود قطعـه از نظـر تجـاری مناسـب نباشد. اگر چه همچنان کاربردهای تجاری زیادی هستند که از قابلیتهای پیزو سـرامیکهـا اسـتفاده میکنند، محدودیتهای این مواد قابل حذف میباشد.

با اینکه حرکت و قابلیت اطمینان همچنان یـک مسـئله اساسـی اسـت، پیشـرفتهـایی کـه در پیـزو سرامیکها و روشهای ساخت آنها ایجاد شده میتواند مشکلات بسیار را حل کند. به عنوان مثال قابلیتهای پیزو سرامیکهایی با خواص تابعی یا مواد  (Functionally graded piezoceramics)بدلیل عدم وجود سطوح تمـاس در آن و گرادیـان خواص پیوسته میتواند انقلابی در زمینۀ تولید پیزو سرامیکها محسوب میشود. زیـرا مشـکلات ذکـر شده از نوع تمرکز تنش وایجاد جدایی در لایهها در آن اتفاق نمـی افتـد وقابلیـت اطمینـان مناسـبی خواهد داشت. بنابراین  میتواند در مصارف تجاری مورد استفاده قرار گیرد. این متن به توضیح این نوع از پیزو سرامیکها و خواص و روش ایجاد گرادیان و فرآیند تولید مواد Functionally graded) (FGP) piezoceramics)می پردازد.

تعداد  صفحه :70

چکیده برای طراحی هر چه بهتر یک گیربکس تعیین عمر کاری یک چرخ دنده از اهمیت بالائی برخوردار است عمر یک چرخ دنده به عوامل زیادی بستگی دارد که یکی از مهمترین آنها خستگی خمشی دندانه می باشد که باعث شروع ترک در نقاط تنش ماکزیمم خواهد شد این نقاط در پای دنده  واقع شده اند نقطه ای که تمرکز تنش باعث ایجاد تنشهای بالای مکانیکی می گردد .
در این پروزه با بکارگیری روشStress Life به تاثیر تنشهای خمشی پای دنده بر روی عمر خستگی چرخ دنده در نقاط مختلف یک دنده خواهیم پرداخت این روش بارها برای تعیین عمر قطعات دیگر استفاده می شود اما در اینجا از این روش برای پیش بینی عمر خستگی چرخ دنده استفاده  می شود همچنین بمنظور دسته بندی بار تکراری از روش Rain Flow برای شمارش بار سیکلی استفاده می شود و نیز بمنظور محاسبه تنش از روش المان محدود استفاده می شودو در نهایت از نمودار S-N برای تشخیص تنشهای خمشی بر روی عمر خستگی چرخ دنده استفاده می  شود .

مقدمه
همانطوریکه میدانیم مبنای کار دستگاههای مکانیکی بر حرکت نهاده شده است در این دستگاهها مکانیزمهای متعددی برای تولید ، انتقال و تبدیل حرکت وجود دارد . برای هر یک از موارد مذکور مکانیزمهای ویژهای وجود دارد که با لحاظ کردن شرایط کاری، صرفه اقصادی و منبع انرژی موجود  برگزیده میشود. موتورهای الکتریکی، موتورهای احتراق داخلی و توربینها از انواع تولید کنندههای حرکت میباشند. اما برای انتقال و تبدیل قدرت معمولاً از شفت، تسمه، زنجیر و چرخنده استفاده میشود که چرخدنده ها و یا مجموعه آنها که گیربکس نامیده میشود از اهمیت خاصی  برخوردار است بدلیل آنکه انتقال و تبدیل قدرت در آن کامل، بدون لغزش, کم حجم و دارای قابلیت اطمینان بالائی است. لذا در دورها و گشتاورهای بالا به راحتی قابل استفاده است. از جمله موارد مصرف چرخدندهها میتوان از گیربکس و دیفرانسیل اتومبیل، تبدیل دور در توربینها گیربکس آسانسور و دیگر ماشینآلات صنعتی نام برد.
از طرفی برای ساخت دستگاههای میکرومکانیکی مانند ساعت، ویدئو و دوربینهای ویدئوئی بکارگیری چرخدندهها میکرومتری رایج شده است.
طراحی پیشرفته مکانیک، برای هر چه کوچکتر کردن چرخدندهها و گیربکس بدلیل نیاز اقتصادی صنایع به صرفهجویی، در بکاربری مواد و هزینه تولید و ایجاد ارزش افزوده بیشتر در مقایسه با مصرف مواد اولیه، و نیز کم  حجمتر و سبکتر شدن قطعات مکانیکی بدلیل امکان استفاده از انرژی کمتر بمنظور مدنظر قرار دادن مسائل زیست محیطی، کار برد روزافزونی رسیده است. تا چرخدندههای کوچک با دقت و دارای عمر مشخص تولید گردد. بعبارتی در طراحی بهینه نه عمر بینهایت مطلوب است و نه عمر کوتاه بلکه عمر بهینه در محدوده زمان مصرف دستگاه هدف طراحی  امروزی میباشد. ایده قدیمی ساخت اتومبیلها و دستگاههای مکانیکی با عمرهای طولانی جای خود را به خودروها و دستگاههای کوچک و جمع و جور امروزی داده که عمر کمتر از ده سال دارند و مصرف هر نوع موادی در این دستگاهها در حداقل ممکن است میباشد.

تعداد صفحه :67