Skip to main content
SUPERVISOR
Reza Gafari nadooshan,Mohammad Sheykhzadeh
رضا جعفری ندوشن (استاد راهنما) محمد شیخ زاده (استاد مشاور)
 
STUDENT
Mehdi Hajjari varnosfaderani
مهدی حجاری ورنوسفادرانی

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی مکانیک
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1395

TITLE

Analysis and manufacturing of tubular lattice composites with hexagonal structure
Due to attractive mechanical properties of lattice composites, researchers have studied lattice composite structures to develop new materials for industrial applications. Since the tubular lattice composites with hexagonal structure have not been fabricated yet, the main purpose of this study is the analysis and manufacturing this type of the lattice composite. To fabricate this composite, at first, weft knitted preform was produced from glass yarns. Achieving the hexagonal structure requires adjustment of the variables of the knitting machine. For producing acceptable preforms with hexagonal structure, thus relationships for choosing the variables of the knitting machine were extracted. Then the preform was put on a cylindrical mandrel and the epoxy resin was added to the preform to make up the final composite. Composite specimens were fabricated in two diameters of 41 mm (composite41) and 51 mm (composite51) and axial compressive tests were performed on specimens. The results showed that composite41 and composite51 have high specific stiffness and strength, but due to the buckling phenomena, they do not show high energy absorption behavior. In order to postpone the buckling of the composites lattice, polyurethane foam was injected into the composite samples. Results of axial compressive tests showed that composite specimens including foam have much better specific energy absorption due to controlling the buckling phenomena. In continue multi layered samples which contained several layers of composite were fabricated and axial compressive tests were performed on them. Because of the effect of composite layers on each other and increasing the mass fraction of the composite in the sample, specific energy absorption of samples increased. A composite sample with six compact composite layers was also fabricated and axial compressive test was performed on that. This specimen showed a remarkable increase in specific energy absorption due to higher specimen resistance against buckling. Also finite element analyses were performed which matched with the results of the experimental tests with good accuracy. Lateral compressive tests were also performed and it was concluded that lateral compressive properties of these composites is not attractive. Keywords: Tubular lattice composite, Hexagonal structure, Energy absorption, Finite element analysis
بدلیل خواص مکانیکی جذاب کامپوزیت های مشبک، پژوهشگران به مطالعه ساختارهای کامپوزیتی مشبک برای ارتقا دادن مواد جدیدی برای کاربردهای صنعتی پرداخته اند. چون کامپوزیت های شبکه ای لوله ای شکل با ساختار شش ضلعی تاکنون ساخته نشده اند، هدف اصلی این تحقیق تحلیل و ساخت این نوع کامپوزیت مشبک می باشد. برای ساخت این کامپوزیت ابتدا پیش شکل یافته حلقوی پودی از نخ شیشه تولید شد. دستیابی به ساختار شش ضلعی نیازمند اصلاح متغییرهای دستگاه بافندگی می باشد. برای تولید قابل قبول پیش شکل یافته با ساختار شش ضلعی، بنابراین روابطی برای انتخاب متغییرهای دستگاه بافندگی استخراج شد. سپس پیش شکل یافته روی یک مندرل استوانه ای قرار داده شد و رزین اپوکسی به پیش شکل یافته اضافه شد تا کامپوزیت نهایی ساخته شود. نمونه های کامپوزیتی در دو قطر 41 میلی متر (کامپوزیت41) و 51 میلی متر (کامپوزیت51) ساخته شدند و آزمایش های فشاری محوری روی نمونه ها انجام شد. نتایج نشان داد که کامپوزیت41 و کامپوزیت51 سفتی و استحکام مخصوص بالایی دارند اما بدلیل پدیده کمانش، رفتار جذب انرژی بالایی از خود نشان نمی دهند. به منظور به تعویق انداختن کمانش کامپوزیت های مشبک، فوم پلی یورتان به نمونه های کامپوزیتی تزریق شد. نتایج آزمایش های فشاری محوری نشان داد که نمونه های کامپوزیتی شامل فوم، بدلیل کنترل پدیده کمانش جذب انرژِی مخصوص خیلی بهتری دارند. در ادامه نمونه های چند لایه ای شامل چند لایه کامپوزیت ساخته شدند و آزمایش های فشاری محوری روی آن ها انجام شد. بدلیل اثرات لایه های کامپوزیتی روی یکدیگر و افزایش کسر جرمی کامپوزیت موجود در نمونه، جذب انرژی نمونه ها افزایش یافت. همچنین یک نمونه کامپوزیتی با شش لایه کامپوزیت فشرده ساخته شد و آزمایش فشاری محوری روی آن انجام شد. این نمونه یک افزایش قابل توجه در جذب انرژی مخصوص از خود نشان داد که دلیل آن مقاومت بالاتر نمونه در برابر کمانش بود. همچنین تحلیل های اجزای محدود انجام شدند که با نتایج آزمایش های تجربی با دقت خوبی مطابقت داشتند. آزمایش های فشاری جانبی نیز انجام شدند و این نتیجه حاصل شد که خواص فشاری جانبی این نوع کامپوزیت ها جذاب نیست. کلمات کلیدی: کامپوزیت شبکه ای لوله ای شکل، ساختار شش ضلعی، جذب انرژِی، تحلیل اجزای محدود

ارتقاء امنیت وب با وف بومی