Skip to main content
SUPERVISOR
Mostafa Jamshidian,Mohammad Silani,Ali Maleki
مصطفی جمشیدیان (استاد راهنما) محمد سیلانی (استاد راهنما) علی مالکی (استاد مشاور)
 
STUDENT
Mohammadjavad Ghasemi
محمدجواد قاسمی دلیگانی

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی مکانیک
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1395
Ceramic reinforced nanocomposites are widely used in martial, aerospace, vehicle and other industries due to appropriate mechanical and physical properties. In this research, several Al/nano-silica composites were manufactured by compressing method and the resultant properties were investigated. The weight percentage effect of nano-silica powder in Al/silica nanocomposites was also investigated. First, nano-silica and aluminum powder were poured in a mold and compressed. The compressed samples were evaluated after sintering. The mechanical properties of the produced specimens were evaluated using the tensile test at ambient temperature. Microstructural studies as well as the examination of the none-etched intersection after the sintering process were performed using light electron microscopy. The results showed that adding one percent of nano-silica to aluminum matrix causes a significant increase in mechanical properties of nanocomposite compare to pure aluminum and the ultimate tensile strength increased by 16 %. In contrast, the addition of nano-silica causes 51% reduction in elongation of nanocomposite sample compare to pure aluminum sample. Also manufacturing Al/nano-silica nanocomposite without sintering operation is not possible and changing temperature, time, and sintering atmosphere have a significant effect on the mechanical properties of the ultimate specimens. Then, the modeling of Al/nano-silica nanocomposite was performed using the finite element method to confirm and interpret the experimental results. In these simulations, the ductile damage model was used to determine the behavior of Al/nano-silica nanocomposites. The results show that adding nanoparticles cause an increase in yield strength of nanocomposite that shows a good agreement with experimental results. The numerical results show that with increasing nanoparticle percentage, damage parameter is significantly reduced. Keywords: Nanocomposite, Aluminium, Nanosilica, Powder, Finite Element Softwares, Damage Mechanics
نانو کامپوزیت‌های تقویت‌شده با ذرات سرامیکی به دلیل خواص مکانیکی و فیزیکی مناسب، به‌طور گسترده در صنایع مختلف مانند صنایع نظامی، خودروسازی و هوافضا مورداستفاده قرارگرفته‌اند. در این پژوهش نانو کامپوزیت آلومینیوم/نانو سیلیکا با استفاده از فرآیند فشرده‌سازی با موفقیت ساخته و بررسی خواص محصول تولیدشده انجام شد. به این منظور اثر درصد وزنی پودر نانو سیلیکا در نانو کامپوزیت آلومینیوم/نانو سیلیکا بررسی شد. در این راستا ابتدا پودر نانو سیلیکا به همراه پودر آلومینیوم در داخل قالب ریخته شده و متراکم گردید. نمونه فشرده‌شده در شرایط مناسب پس از تف‌جوشی مورد ارزیابی قرار گرفت. خواص مکانیکی نمونه های تولیدشده با استفاده از آزمون کشش در دمای محیط ارزیابی شدند. بررسی‌های ریزساختاری و همچنین بررسی فصل مشترک اچ نشده بعد از فرآیند تف جوشی با استفاده از میکروسکوپ الکترونی نوری انجام گرفت. نتایج حاصل از این پژوهش نشان داد افزودن یک درصد وزنی از پودر تقویت‌کننده نانو سیلیکا به زمینه آلومینیوم باعث افزایش قابل‌توجه در خواص مکانیکی نانو کامپوزیت آلومینیوم/نانو سیلیکا نسبت به آلومینیوم خالص می‌شود و استحکام نهایی آن به میزان 16 درصد افزایش می‌یابد. و در مقابل باعث کاهش 50 درصدی افزایش طول نانو کامپوزیت آلومینیوم/نانو سیلیکا نسبت به نمونه آلومینیوم خالص گردید.. همچنین ساخت نانوکامپوزیت آلومینیوم/نانوسیلیکا بدون عملیات تف جوشی امکان پذیر نبوده و تغییردما، زمان و اتمسفر تف جوشی تاثیر چشم گیری در خواص مکانیکی محصول نهایی دارد. در ادامه مدلسازی نانوکامپوزیت آلومینیوم/نانو سیلیکا با استفاده از روش اجزاء محدود جهت تائید و تفسیر نتایج تجربی در این پژوهش انجام شد. مدلی که برای تعیین رفتار ماده در این شبیه‌سازی استفاده‌شد، مدل آسیب نرم می‌باشد. نتایج نشان داد افزایش نانو ذرات سیلیکا منجر به افزایش استحکام تسلیم در نانو کامپوزیت آلومینیوم/نانو سیلیکا می شود که منحنی های تنش-کرنش مطابقت خوبی با نتایج تجربی دارد. و همچنین با افزایش درصد نانوذرات، پارامتر تکامل آسیب به مقدار قابل توجهی کاهش می یابد. کلمات کلیدی : نانو کامپوزیت، آلومینیوم، نانو سیلیکا، پودر، نرم‌افزار المان محدود، مکانیک آسیب

ارتقاء امنیت وب با وف بومی