آشنایی با مکانیک مواد مرکب (کامپوزیت)

[EN-EZEL 13039]

دلايل عدم رويکرد به توسعه تکنولوژی کامپوزيت در صنعت خودروی کشور امروزه صنعت خودروسازي از تکنولوژي کامپوزيت (مواد مركب)، در جهت کاهش وزن و افزايش عمر خودروها استفاده مي­کند و انتظار مي­رود در خودروهاي آينده کامپوزيت­ها بخش بزرگي از خودرو را تشکيل دهند. با اين حال اين تکنولوژي در کشور ما چندان توسعه نيافته است. دکتر شريعت­پناهي، مدير پژوهش­هاي کاربردي مرکز تحقيقات ايران­خودرو و عضو هيات علمي دانشگاه تهران، در گفتگو با دفتر مطالعات توسعه تکنولوژي دانشگاه صنعتي اميرکبير، ضمن برشمردن تجربه­ها و توانايي­هاي مرکز تحقيقات ايران­خودرو در زمينة استفاده تکنولوژي كامپوزيت، به مزايا و معايب قطعات کامپوزيتي خودرو اشاره کرد و به تشريح موانع گسترش اين تکنولوژي در صنعت خودروي ايران پرداخت.

دلايل عدم اشتياق خودروسازان به استفاده از تكنولوژهاي جديد

 

دكتر شريعت‌پناهي عمده­ترين دليل عدم اشتياق خودروسازان داخلي به استفاده از تکنولوژي­هاي نو را ماهيت غيررقابتي بازار و دولتي يا نيمه­دولتي بودن اين صنعت دانست و يادآور شد که صنايع معمولاً به يکي از دلايل سه­گانة زير در زمينة تکنولوژي­هاي نو سرمايه­گذاري مي­کنند:

1- تقاضاي بازار: بدين معني که توليدکننده براي حفظ سهم خود از بازار ناگزير است به خواست­ها و سليقه­هاي مشتري تن در دهد و براي اين کار نيازمند استفاده از فناوري­هاي جديد براي ايجاد و يا ارتقاي ويژگي­هاي مورد­نظر مشتري است.

2- مقررات دولتي: که صدور مجوز ورود محصول به بازار را منوط به رعايت استانداردهاي خاصي نظير استانداردهاي زيست­محيطي و يا ايمني مي­نمايد.

3- نياز به کسب و يا حفظ برتري تکنولوژيک: به­ويژه در عرصه­هاي استراتژيک (نظير صنعت نفت) و يا عرصه­هاي دفاعي.

دکتر شريف پناهی سپس به بررسی هر يک از عوامل تاثيرگذار فوق در صنايع داخلی پرداخت:

عامل تقاضاي بازار در كشور ما خودروسازان را به سمت تكنولوژي‌هاي نوين سوق نمي‌دهد

وي در زمينة تقاضاي بازار اظهار داشت که متاسفانه به­دليل شرايط اقتصادي جامعه، بخش اعظم مشتريان خودرو در جامعة ما که براي امرار معاش و يا براي تامين استانداردهاي اولية زندگي به خودرو نياز دارند، قادر به پرداخت بهاي اضافي براي برخورداري از تکنولوژي بالاتر نيستند و ترجيح مي­دهند خودرويي با ويژگي­­ها و امکانات ابتدايي­تر ولي با قيمت و هزينه­هاي نگهداري کمتر خريداري کنند.

از سوي ديگر تفهيم اين واقعيت که پرداخت بهاي بيشتر براي محصولي که از تکنولوژي جديدتري (نظير کامپوزيت­ها) بهره مي­­برد، در درازمدت و از طريق صرفه­جويي در مصرف سوخت به نفع مشتري خواهد بود، نيازمند فعاليت فرهنگي گسترده­اي مي­باشد. ولي حتي در صورت تفهيم نکتة فوق، باز هم تنگناهاي مالي، مشتري را وادار خواهد داشت که به هزينة سوخت مصرفي به چشم باز­پرداخت يک وام کم­بهره و طويل­المدت بنگرند و باز هم رغبتي به خريد خودروي با تکنولوژي بالاتر ولي گرانتر نشان ندهد، به­ اين ترتيب روشن مي­­شود که چرا در کشور ما تقاضاي بازار عامل محرکي براي خودروسازان در استقبال از تکنولوژي کامپوزيت نيست.

مقررات التزام­آور دولتي و زيست­محيطي خوب است ولي شركت‌ها بايد در انتخاب تكنولوژي آزاد باشند

دکتر شريعت­پناهي در مورد عامل دوم يعني مقررات دولتي، به تجربة نسبتاً موفق اجباري شدن رعايت مقررات زيست­محيطي در زمينة ميزان مجاز آلاينده­هاي خودرو اشاره کرد و اظهار داشت که جدي­بودن دولت در اعمال اين مقررات، خودروسازان را واداشته است تا به سراغ تکنولوژي­هاي مختلف کاهش آلاينده­ها بروند و اگر نظير همين مقررات در زمينه­هاي ديگري نظير مصرف سوخت خودروها و يا قابليت بازيافت آنها نيز وضع و اعمال شود، خودروسازان خود­بخود به سراغ تکنولوژي­هايي که آنان را در دستيابي به استانداردهاي اجباري شده ياري دهد خواهند رفت.

نکتة مهم در اين ميان آن است که دولت و موسسات سياست­گذار وابسته به آن نبايد به­دنبال يافتن و اجباري­کردن راه­حل­هاي کارشناسي باشند، بلکه وظيفة آنها بايد به وضع و نظارت بر اجراي قوانين بازي محدود گردد. اين که هر خودرو­ساز چگونه و با استفاده از کدام تکنولوژي موفق به گذراندن مقررات مي­شود، مساله­اي است که شرکت‌ها بايد دربارة آن تصميم­ بگيرند و همين آزادي عمل است که زمينة خلاقيت و دستيابي به فناوري­هاي مختلف را فراهم مي­سازد.

بررسي عامل حفظ برتري تكنولوژيك

 

در زمينة عامل سوم نيز دکتر شريعت­پناهي يادآور شد که با توجه به فاصلة چشمگير صنايع کشور با صنايع کشورهاي پيشرفته، تعيين برتري تکنولوژيک در زمينة صنعت خودرو به­عنوان عامل محرک خودرو­سازان براي رو­آوردن به تکنولوژي­هاي نو، ايدة واقع­بينانه­اي نيست و در عمل هم کارساز نخواهد بود.

جمع‌بندي:

با توجه به مباحث فوق مي­توان چنين جمع­بندي کرد که وضع مقررات اجباري از سوي دولت به­گونه­­اي که به­صورت غيرمستقيم صنايع را به استفاده از تکنولوژي­هاي نو تشويق نمايد و نيز آموزش­ها و تبليغات همگاني در خصوص ضرورت حفاظت از محيط زيست و کاستن از ميزان مصرف منابع طبيعي ولو به قيمت پرداخت هزينه­هاي بيشتر براي محصولات، مي­توانند دو راهکار موثر در جهت ايجاد انگيزه براي حرکت صنايع به ­سوي استفاده از فناوري­هاي نو باشند.

دکتر شريعت‌پناهي در پايان به پروژه­هاي انجام شده در مرکز تحقيقات ايران­خودرو و در زمينة کاربرد کامپوزيت­ها در خودرو، از جمله طراحي، تحليل، ساخت و تست پنل­هاي مختلف بدنة خودرو اشاره کرد و يادآور شد که در صورت قرار گرفتن تکنولوژي کامپوزيت­ در فهرست اهداف استراتژيک شرکت، اين مرکز آمادگي خواهد داشت تا دامنة دانش فني خود را در اين زمينه تا حد خودورسازان مطرح دنيا گسترش دهد.

[EN-EZEL 13039]

تحولات آينده صنعت پليمر و تأثيرات بيوتکنولوژی و نانوتکنولوژی بر آن

مطلب زير، از سخنرانی آقای دکتر باريکانی در ششمين همايش علوم و تکنولوژی پليمرها استخراج شده است و به تحولات آينده صنعت پليمر و تأثيرات رشد بيوتکنولوژی و نانوتکنولوژی بر آن اشاره­ای می­کند. دکتر باريکانی، عضو هيئت علمی پژوهشگاه پليمر و پتروشيمی ايران و استاد نمونه کشور در سال 1382 مي­باشد:

دوره­های تکامل علم و تکنولوژی

اگر دوره­های تکامل توليد علم و تکنولوژی را مورد بررسی قرار دهيم، زمانی در عصر کشاورزی قرار داشتيم؛ سپس عصر صنعت شکل گرفت و بعد از آن نيز عصر اطلاعات که در عصر اطلاعات، دانش (Knowledge) به عنوان نيروی هدايت­گر عمل می­کردند. عصر حاضر، عصر ارتباطات است که در اين عصر ايده­ها و در واقع بصيرت و دورانديشي است که به عنوان نيروی محرک در همه زمينه­های تحقيقاتی عمل می­کند.

چرخه عمر تکنولوژي­ها

همانطور که ملاحظه می­شود در دوره­ای که از سال 1990 شروع و تا 2050 ادامه دارد نانو­تکنولوژی به عنوان يک عامل تعيين­کننده در همه تحقيقات اعم از صنعتی و غيرصنعتی ايفای نقش می­کند.

در تعريف نانو­تکنولوژی می­توان گفت زمينه­ای است که در آن دانشمندان سعی در دستکاري مواد در سطح فرامولکولی (Supera molecular) دارند که اين فرايند منجر به ساخت مواد کاملاً جديد با خواص و عملکرد کاملاً جديد خواهد شد. نظير موادی که در عين سبکی، فوق­العاده محکم، مقاوم و هوشمند هستند.

البته می­توان گفت که در اين تکنولوژی جديد، علم شيمی هم نقش ايفا می­کند. در واقع شيمي و مواد شيميايي در تعامل با علوم مولکولی هستند و به عبارتی ديگر شيمی در سطح نانوشيمی در اين تکنولوژی جديد ايفاي نقش مي­کند.

البته نانوتکنولوژی به دو صورت در زمينه تحقيقات شيميايي در آينده تأثيرگذار است: يکی سود­آور کردن فرايندهاي شيميايي و ديگری نوآوری در صنايع شيميايي.

آينده صنايع پليمری و مواد پليمری

يکی از روندهای مؤثر بر صنايع پليمری آن است که شرکتها از کسب و کار (Business) مواد به سوی کسب و کار علوم زندگی((Life sciences در حال سوق يافتن هستند.روند ديگر حرکت به سمت توليد قطعات و محصولات پليمری به طور انبوه است؛ در واقع صرف مواد پليمری توليد نمی­شوند بلکه محصولات پليمری به صورت قطعات ساخته شده ارائه می­شوند. در اين ميان توليد پليمرهای با کارايي بالا (High performance) و پليمرهای عامل­دار (Functional) که نقش تعيين­کننده­ای در صنايع شيميايي دارند، همچنان مورد توجه زياد شرکت­ها هستند ولی روندی که در مورد اين دسته از پليمرها مشاهده می­شود نيز آن است که توسعه آنها توسط صنايعی که اين مواد را به کار خواهند گرفت نظير صنايع الکترونيک، صنايع پزشکی و غيره صورت می­پذيرد.

بنابراين در جمع­بندی مطالب بالا می­توان گفت که در آينده سود حاصل از کسب و کار پليمرها، از قطعات ساخته شده از آنها حاصل می­شود و نه لزوماً از خود مواد پليمری.

نقش R&Dها در سودآورکردن صنايع شيميايي

مرکز تحقيق و توسعه (R&Dها) با افزايش بازدهي از طريق بهبود فرآيند و تکرار پذيرکردن از طريق به حداقل رساندن خطا، استفاده از منابع تجديدپذير و مصرف کمتر انرژي، صنايع شيميايي را حمايت مي­کنند. ابزار رسيدن به اين هدف به وسيله بيوتکنولوژی و نانوتکنولوژی ايجاد خواهد شد.

به طور کلی فرض ما در ارائه يک دورنما برای صنايع پليمری و تجارت مواد پليمري بر اين است که:

- اگرچه باريک­بينی در فعاليت­ها ممکن است در کوتاه­مدت به علت افزايش ارزش سهام مفيدتر باشد، ولی در درازمدت ممکن است به دليل جلوگيری از نوآوری زيان­بار باشد.

- در آينده شرکت­های هيبريد (Hybrid) توسعه پيدا خواهند کرد و به خاطر وجود امکانات متنوع و به­کارگيری مهارت­های غير معمول، نوآورترين شرکت­هاي تحقيقات پليمری خواهند بود.

- علوم مواد (Material sciences) و علوم زندگی (Life sciences) در آينده فرصت­های زيادی را جهت نوآوری ايجاد می­کنند که در اين راستا لازم است يک تعامل و تعادل صحيح بين اين علوم به وجود آيد. در واقع می­توان گفت که برآيند تحقيقات حاصل در زمينه بيوتکنولوژی و نانوتکنولوژی، تعيين­کننده آينده تحقيقات پليمری خواهد بود.

طبيعت و دستاوردهای مصنوعی

طبيعت نقش مؤثری در هدايت ما ايفا می­کند. با دقيق شدن در طبيعت مثلاً در مورد گياهان، در چگونگی و نحوه قرارگرفتن استخوان­های جانوران و انسان­ها، در ساختار ماهيچه­ها و غيره، در همه اينها عمل بهينه­سازی (Optimise) به خوبی مشاهده می­شود.

مقايسه مواد طبيعی و سنتزی

در مواد سنتزی انتخاب اجزا بر اساس قيمت است ولی در مواد طبيعی انتخاب اجزا بر اساس بازيافت کامل آنها و کمترين انرژی مورد نياز برای ايجادشان است. مواد طبيعي دارای خواص ساختاری بسيار مناسبی هستند و کنترل دقيقی در سطوح مولکولی آنها انجام می­گيرد؛ بهينه­ترين طراحی ماکروسکوپيک در آنها صورت گرفته است. در حاليکه در مواد سنتزی تمرکز روی بهينه کردن يک جنبه خاص صورت می­گيرد. در مواد سنتزی ممکن است که ما مواد را ساده و سريع مثلاً با يک قالب­گيری تزريقی ايجاد کنيم ولی با نظم فرامولکولی سازگاری ندارند.

در نهايت موارد زير را ميتوان از طبيعت آموخت:

بازيافت کامل مواد

کنترل در سطح مولکولي

نظم بخشيدن در سطح نانو

پليمرهاي عامل­دار با فرايند پذيري وخواص ساختاري خوب

هم­افزايي بين علوم مواد و علوم زندگی

هم­افزايي بين علوم مواد و علوم زندگی باعث می­شود که:

الف) ما از جعبه­ابزار علوم زندگی (بيوتکنولوژی، Fermentation، Enzymology ) استفاده می­کنيم:

- برای توليد منومرها يا پليمرها

- براي اصلاح و عامل­دار سازي پليمرها

ب) از جعبه ابزار علوم مواد برای کاربردهای علوم زندگی استفاده می­کنيم:

- بسته­بندی­های هوشمند

- برای توليد پليمرهای زيست­سازگار و قابل بازيافت در طبيعت

به سوی نانوتکنولوژی مولکولی

بررسی­ها نشان می­دهند که تحقيقات ما زمانی در سطح ماکرو و بعد ميکرو بود و اکنون در سطح نانو است. در واقع جهت­گيری ما از سال 1950 تا 2050 به­سمت نانوتکنولوژی است و علوم آينده در اين راستا قرار می­گيرند. بايد به جهت­گيری خود توجه کنيم و وضعيت آينده را در نظر بگيريم. مثلاً در کارخانجات فعلی، هر بار محصول متفاوتي با فرآيند متفاوت توليد می­کنيم، به مصرف انرژی و مواد اوليه زيادی نياز داريم و ضايعات فراوان است. ولی در صنايع آينده سيستم عوض می­شود و گياهان به عنوان کارخانجات توليد کننده عمل خواهند کرد. سيستم­ها از طريق آنزيم­ها کنترل می­شوند و توجه ما به حرکت تک­تک مولکول­ها در طی يک فرآيند معطوف خواهد شد.

نتيجه ­گيری کلی

درست پرداختن به پديده­ها در پليمرها، طراحی و سنتز پليمرهايي که در آنها مجموعه­ای از باندهای هيدروژنی وجود دارد و ساخت سيستم­های ايده­آل باعث می­شود که محدوديت­های ژنتيکی برداشته شود. سنتز پليمرها به سمت آنهايي که حلال (Media

[EN-EZEL 13039]

تجهيزات كارگاه صنايع چوب

 

1- رآكتور اصلاح چوب و مواد ليگنوسلولزي

 

کاربرد: : براي تيمار شيميايي و گرمآبي چوب و مواد ليگنوسلولزي

 

 

مدل:

 

 

شرکت :ايران- (طراحي و ساخت گروه علوم چوب و كاغذ دانشگاه تربيت مدرس)

 

 

 

 

2- دستگاه اكسترودر

 

کاربرد: برای ساخت مواد مرکب چوب- پلاستیک

 

 

مدل: WPC-4815

 

 

شرکت :برنا پارس مهر ایران

 

 

 

3- دستگاه پرس کارگاهی

 

کاربرد: براس ساخت نمونه¬هاي بزرگ و كاربردهاي صنعتي

 

 

مدل: Max-347bar

 

 

شرکت :مارال ماشين ایران

 

 

 

4- دستگاه پرس گرم آزمایشگاهی

 

کاربرد: براي ساخت نمونه¬هاي آزمايشگاهي چندسازه¬هاي چوبی

 

 

مدل:

 

 

شرکت :فني- مهندسي دانشگاه تربيت مدرس

 

 

 

5- دستگاه آزمون سايش دوار

 

کاربرد: براي آزمايش مقاومت نمونه¬هاي چوب و چندسازه¬ها در برابر سايش

 

 

مدل:

 

 

شرکت :طراحي و ساخت گروه علوم چوب و كاغذ دانشگاه تربيت مدرس

 

 

 

6- دستگاه دايجستر

 

کاربرد: براي انجام پخت¬هاي مربوط به خمير و كاغذ

 

 

مدل: 400RPM

 

 

شرکت :فرآوري قومس سمنان

 

 

 

7- دستگاه آزمون آتش

 

کاربرد: براي آزمون آتش نمونه¬هاي چوب و مواد ليگنوسلولزي

 

 

مدل:

 

 

شرکت :ايران- (طراحي و ساخت گروه علوم چوب و كاغذ دانشگاه تربيت مدرس)

 

 

 

8- دستگاه خلا خشک کن

 

کاربرد: براي خشك¬كردن چوب در شرايط خلا

 

 

مدل:

 

 

شرکت :ايران (طراحي و ساخت گروه علوم چوب و كاغذ دانشگاه تربيت مدرس)

 

 

 

9- دستگاه آسياب دوراني

 

کاربرد: براي آسياب مواد چوبی

 

 

مدل: IKH-S1

 

 

شرکت :ايران خودساز ايران

 

10- دستگاه ميكسر (همزن)

 

کاربرد: مخلوط کردن مواد مختلف در حالت خشک

 

 

مدل: C90L-4

 

 

شرکت :ايران (الكتروموتور(طراحي و ساخت گروه علوم چوب و كاغذ دانشگاه تربيت مدرس))

 

 

 

11- دستگاه ميكسر با كنترلر تعداد دفعات همزن

 

کاربرد: برای هم زدن نمونه پخته شده با دستگاه دايجستر در شرايط كنترل شده

 

 

مدل: CTb

 

 

شرکت :ايران با Counterlitme

 

 

12- آون كارگاهي

 

کاربرد: براي خشك كردن چوب و مواد ليگنوسلولزي

 

 

مدل: OD21000

 

 

شرکت :ايران خودساز ايران

 

 

 

13- دستگاه چسب زن

 

کاربرد: براي چسب زنی الیاف و خرده¬هاي چوب

 

 

مدل:

 

 

شرکت :ايران- (طراحي و ساخت گروه علوم چوب و كاغذ دانشگاه تربيت مدرس)

 

 

 

14- ترازوي 15 كيلويي پند

 

کاربرد: سنجش وزني مواد در هنگام ساخت چندسازه¬ها

 

 

مدل:PX-3000

 

 

شرکت :ايران

 

 

 

15- دستگاه رنده- گندگي

 

کاربرد: پرداخت چوب

 

 

مدل: RJ-400

 

 

شرکت :آرتا ماشين ايران

 

16- اره فلكه 100 سانتي متر

 

کاربرد: برش الوارها، گرده بینه ها

 

 

مدل: 2000

 

 

شرکت :فرينا ايران

 

 

 

17- دستگاه 4 كاره- كف رند

 

کاربرد: مته، رنده، برش و ابزار زنی چوب

 

 

مدل:

 

 

شرکت :استقلال ايران

 

 

 

18- اره تيزكن

 

کاربرد: تیز کردن اره

 

 

مدل:

 

 

شرکت :ماشين سازي استقلال آمل

 

 

 

19- دستگاه خراطي

 

کاربرد: جهت ساخت پایه مبلها و میل ورزشی

 

 

مدل:

 

 

شرکت :ايران

 

 

[EN-EZEL 13039]

سیستمهای ترمز هواپیمایی و نقش مواد مرکب در آن

 

 

پیشرفتهای بوجود آمده در تکنولوژی مواد، روشهای طراحی و آزمون‌های بعد از ساخت موجب گردیده که در کیفیت و کارائی ترمزهای هواپیماهای جت امروزی بطور چشمگیری بهبود حاصل شود و بدون اینکه فضای بیشتری را اشغال کند دارای اوزون کمتری نسبت به ترمزهای قدیمی باشد. بکارگیری مواد مرکب و فلزاتی که نسبت استحکام به وزن آنها بالاست و نیز استفاده از تحلیل‌های پیچیدة کامپیوتری از جمله عوامل کلیدی این پیشرفتها بحساب می‌آید. بهبود کیفی در کارائی ترمزها در آینده با استفاده از مواد پیشرفته عایق‌دار یا دافع گرما، سازه‌های کامپوزیتی، سیستم‌های کامل کنندة متناوب و سیستم کنترل گرمائی پیشرفته صورت خواهد گرفت.

سیستم‌های ترمز هواپیمای امروزی از انواع اولیه که در آن برای بحرکت آوردن هواپیما بر روی باند از چرخهای اتومبیل و برای کند کردن سرعت آن از پایه‌های کمک‌دار دم هواپیما استفاده می‌شد، بمراتب پیشی گرفته است. چرخها و ترمزهای جدید به هم وابسته‌اند و در ساخت آنها از روش‌های پیشرفتة مهندسی استفاده شده و نمونه‌های چندگانه‌‌ای از پیشرفت تکنولوژی مواد را به نمایش درآورده است.

 

 

 

اجزای اصلی بکار رفته در سیستم ترمز یک هواپیمای پیشرفتة امروزی بعنوان نمونه بقرار زیر است:

 

1-ترمزی که در آن سیستم هیدرولیکی با فشار زیاد استفاده شده، قطعات آن از مواد مرکب کربنی، تیتانیوم،

برای مشاهده این محتوا لطفاً ثبت نام کنید یا وارد شوید.

• ورود
• یا
• ثبت نام

با استحکام زیاد و

برای مشاهده این محتوا لطفاً ثبت نام کنید یا وارد شوید.

• ورود
• یا
• ثبت نام

ساخته شده تا بتواند گرمای بسیار زیاد را جذب و سپس دفع کند.

 

2-استفاده از یک سیستم کنترل ترمز یکپارچه و کامپیوتری با بهره‌گیری از سنسورهای پیشرفته و تکنولوژی کنترل ارتباط سیستماتیک و عملکردهای خودآزما.

 

3- استفاده از چرخهائی که دارای شکل پیچیده‌ای بوده و از آلومینیوم با استحکام زیاد ساخته شده و دارای سپر حرارتی ایمنی بعد از خرابی باشد.

 

همچون سایر اجزای اصلی هواپیما، طراحی سیستم ترمز نیز با محدودیت‌ها و نیازهای ضد و نقیضی همراه است.

وزن کم، کارائی بالا، تعمیرات اندک، قابلیت اطمینان زیاد، دوام زیاد و هزینة کم ویژگیهایی است که سیستم ترمز باید تواماً بهمراه داشته باشد.

در ادامة این بحث بر طرحهای اصولی بکار رفته در ترمز هواپیمای امروزی مروری کوتاه نموده و بطور خلاصه به پیش‌بینی پیشرفتهای آینده نیز خواهیم پرداخت.

چرخ هواپیما و سیستم ترمز آن بصورت یکپارچه طراحی می‌شود، آنچنانکه منطبق با ویژگیهای یک هواپیمای مشخص و مورد نظر باشد. کارآئی چرخ و ترمز آن با استفاده از طراحی کامپیوتری، مدلسازی پیچیده و روش‌های شبیه‌سازی تحلیلی، در مرحله طراحی به حد مطلوب می‌رسد.

چرخ هواپیما از نوع دو تکه ساخته می‌شود تا سوار کردن «تایر» آسان باشد. و نیز دارای اندکی انحراف است تا فضای ترمز بیشتری را فراهم آورد. برای حفاظت چرخها در برابر گرمای حاصل از ترمز از پوشش‌های عایق استفاده می‌گردد. از طرف دیگر مکانیزمهای ایمنی از قبیل فیوزهای حرارتی و سوپاپهای اطمینان در آن بکار می‌رود.

 

 

 

سیستم ترمزها از دیسک ‌های ثابت و متحرک (چرخشی) چند لایه‌ای و اصطکاکی تشکیل یافته است . این دیسکهای اصطکاکی که قسمت اعظم گرما را بخود جذب می‌کند، بوسیله اجراء سازه‌ای چندی از قبیل پیستونهای عمل کنندة فشاری، پوستة تنظیم، قسمت انتقال گشتاور (که گشتاور را به ارابه فرود یا چرخ هواپیما منتقل می‌سازد) و یک صفحه ترمز ثابت (که بعنوان یک نگهدارندة سازه‌ای در جذب گرما عمل می‌کند) محصول گردیده است.

ترمز با فشار هیدرولیکی عمل می‌کند و انرژی جنبشی هواپیما را به گشتاور کندشونده‌ای بدل می‌سازد. سیستم کنترل ترمز ، خود سطوح فشار ترمز را تعدیل می‌کند تا کارآئی آنرا در متوقف ساختن هواپیما به حد دلخواه برساند. ضمناً یک سیستم «ضدسرخوردگی» در آن بکار رفته تا فاصله (یا زمان) متوقف ساختن هواپیما را به حداقل برساند، هدایت سمتی را برای آن تأمین نمایند و از ترکیدن لاستیک‌ها جلوگیری بعمل آورد.

علاوه بر آن یک مکانیزم ترمز خودکار که فرامین مربوط به علمکرد کار پیش ترمز و میزان کاهش سرعت را آماده می‌سازد، می‌تواند بخشی از سیستم کنترل ترمز هواپیما باشد. سنسورهای مربوط به سرعت چرخها، دستگاه پردازش علائم یا دستگاه مقایسه‌گر (کامپیوتری) و سوپاپهای تنظیم، جملگی از اجزای عمدة سیستم کنترل ترمز هواپیما بشمار می‌رود. تکامل چرخ هواپیما از انواع چرخهای پره‌دار اتومبیل آغاز شده، چرخهای ریخته‌گری آلومینیومی و منیزیمی را پشت سر گذاشته، و عموماً‌ از انواع چرخهای آلومینیومی دو تکه ساخته شده به روش آهنگری (فورج) استفاده می‌شود.

چشمگیرترین پیشرفت در طراحی چرخهای هواپیما، کاهش وزن و حجم و افزایش کارایی آن است.

 

!عمده‌ترین اهداف در طراحی چرخ‌های هواپیما بشرح زیر خلاصه می‌شود:

 

1-افزایش عمر چرخشی

یکی ازآزمایشهائی که برای ارزیابی کیفی چرخهای هواپیما انجام می‌شود، بررسی میزان عمر چرخشی آن می‌باشد.(این مقدار اکنون از 25000 مایل در مورد هواپیماهای حمل و نقل ارتشی مانند هواپیمای

C-17 تا 50000 مایل برای هواپیماهای جت مسافربری امروزی متغیر می‌باشد).

 

2-تداوم ایمنی بعد از خرابی

چرخهای هواپیماهای امروزی طوری طراحی شده تا در مقابل خرابی‌های حاصل از خستگی مقاومت داشته و عیوب مرگبار و انفجارآمیز را در پی نداشته باشد (که البته شامل طراحی چرخهائی می‌شود که بعد از بوجود آمدن حداکثر خرابی در آن، در لبة حمل چرخها یا در محل قرار گرفتن طوقة داخلی لاستیک در روی رینگ خللی وارد نگردد).

 

3-افزایش ایمنی در برابر پوسیدگی و فساد

با بکارگیری سیستمهای محافظت در برابر خوردگی و پائین آمدن میزان تنش در سطوح حساس چرخ و انجام عملیات تشخیص خوردگی و زنگ‌زدائی بطور مکرر، از میزان نقیصه‌هائی که در چرخ هواپیما بوجود می آید و منشاء آن خوردگی و زنگ‌زدگی می‌باشد کاسته و به حداقل رسانده می‌شود.

 

4-بکارگیری سیستمهای محافظ گرما

بهبود در تونائی‌های ترمز هواپیما بویژه ترمزهای کربنی، با افزایش گرماپذیری آن (در هنگام گرفتن ترمز) حاصل گردیده است. ایجاد حفاظت گرمائی در چرخ، ایجاد محدودیت در مسیر جریان حرارت، خنک کردن چرخ، نصب مهره‌های ذوب شونده برای خنک کردن محیط یاد شده لاستیک، از جمله ترفندهای کلیدی در طراحی چرخهای پیشرفتة امروزی است که برای جلوگیری از وقوع فاجعه در نظر گرفته شده است.

علاوه بر اهداف فوق، نوع لاستیک بکار رفته در چرخ نیز در طراحی آن مؤثر است. لاستیک‌های رادیال و شعاعی ممکن است «بار»ها را به شکل متفاوتی بر چرخ اعمال نماید. بنابراین هنگام طراحی، میزان این «بار» ها بخصوص اگر تعویض‌پذیری آن مد نظر باشد باید بوسیلة طراح مراعات شود.

با توجه به این واقعیت، طراحی چرخهایی که بتواند چنین توقعات مشکل و فزاینده‌ای را برآورده سازد و از طرفی در میزان وزن و حجم آن نیز افزایش چندانی حاصل نگردد، در واقع مقدار زیادی مدیون بکارگیری و توسعة روش‌های نوین و شبیه‌سازی‌های کامپیوتری می‌باشد. تکنیکهای تحلیلی که در طراحی چرخها بخدمت گرفته می‌شود شامل تجزیه محدود سطوح تنش و مدل‌سازی حرارتی سیستمهای چرخ و ترمز می‌باشد.

با استفاده از روش کامپیوتری، چرخ هواپیما از موادی ساخته می‌شود که بتواند «بار»های وارد را تحمل کند، عمر آن زیاد و ویژگیهای حرارتی و وزن آن اندک باشد. با استفاده از این روش‌های کامپیوتری، طراحی، ساخت و ارزیابی مدل‌های جدید چرخ در زمان کوتاهی صورت می‌پذیرد.

خلاصه اینکه بکارگیری و توسعه روشهای مدل‌سازی کامپیوتری و تحلیلی درتعیین قسمتهای حساس و عیوب احتمالی و سطوح حرارتی چرخهای هواپیما، صنایع تولید کننده را قادر ساخته تاآنرا با حداقل وزن، عمر زیاد، نیاز تعمیراتی اندک و ایمنی بیشتر تولید نمایند. می‌توانیم انتظار داشته باشیم روند بهبود در کیفیت چرخها با تکامل مواد اصلی سازندة آن همچنان با تداوم همراه باشد.

یکی از عوامل عمده که در توسعه و ساخت چرخهای هواپیماهای فعلی و آتی نقش کلیدی دارد، توجه به مواد تشکیل دهندة سازة چرخ می‌باشد.

 

ویژگیهای عمدة مواد فوق بقرار زیر است:

-مقاومت در برابر خستگی و استحکام استاتیکی.

-مقاومت در برابر حرارت زیاد.

-مقاومت در برابر خوردگی.

-قیمت ارزان

 

گرچه سالهای بسیاری است که صنایع ازآلیاژهای آلومینیوم فورج شده «2014-T6» یا «T-61» بعنوان فلز استاندارد برای ساختن چرخها استفاده می‌کنند، لیکن همچنان به بررسیهای خود برای جایگزین نمودن مواد جدید ادامه می‌دهند تا در کیفیت چرخها بهبود بیشتری حاصل شود. با بکارگیری آلیاژهای آلومینیومی پیشرفته، معیارهای جدیدی از لحاظ استحکام و دوام بیشتر درمقابل حرارت زیاد، مقاومت در برابر خستگی و حرارت زیاد ومقاومت در برابر خوردگی و ترک‌خوردگی، بوجود در می‌آید.

انجام این بهینه‌سازی‌ها بطور چشمگیری کیفیت تعمیرپذیری و قابلیت اطمینان چرخها را افزایش خواهد داد. علاوه بر آن، چرخهای ساخته شده از الیاف کامپوزیتی و مواد مرکب از قبیل مواد مرکب کربنی یا گرافیتی و فایبرگلاس، سبکی وزن و میزان خرابی مجاز بیشتری را موجب می‌شود.

در شاخه ترمز چرخهای هواپیماهای امروزی بود که متخصصان تکنولوژی مواد به یکی از ضروری‌ترین تحقیقات مورد نیاز در رشتة خود پی بردند. ترمز، خود یک موتور گرمائی است که وظیفة آن جذب و مستهلک نمودن انرژی جنبشی است. چرخ هواپیما وسیله‌ای مطمئن برای حرکت هواپیما در روی زمین می‌باشد اما وسیله‌ای اضافی است که از بار مفید هواپیما در پرواز می‌کاهد، به همین دلیل است که از طراحان خواسته می‌شود تا آنجا که امکان دارد آنرا کوچک و سبک بسازند.

از روشهای تحلیلی و شبیه‌سازهای کامپیوتری برای ساخت چرخهای پردوام و سبک استفاده می‌شود. علاوه بر آن، تداوم این نوآوری‌ها در طراحی موجب شده در میزان تعمیرپذیری و کارآئی قسمتهای متحرک چرخها بهبود حاصل شود. با این همه، بیشترین پیشرفتها حول مسئله اصطکاک و مواد متشکله قطعات بوده است. این بهبودها نه تنها موجب افزایش حجم چرخها و ترمز نشده بلکه تونائی و کارآئی آنرا همگام با نیازهای فزاینده صنایع هوائی افزایش داده است.

 

بهبودهای عمده‌ای که در ساخت ترمز هواپیماهای امروزی حاصل شده بقرار زیر است:

عمر طولانی:

تعداد دفعات نشستن هواپیما بعد از هر مرحله تعمیر اساسی از 100 تا 300 بار فرود برای هواپیماهای نظامی و جتهای مسافربری اولیه به 900 تا 2000 بار فرود در هواپیماهای امروزی افزایش یافته است.

 

وزن سبک:بکارگیری مواد با استحکام زیاد و چگالی کم، موجب کاهش وزن ترمزها تا 50% در مقایسه با ترمزهای فولادی مشابه شده است.

 

_ایمنی و قابلیت اطمینان_:

روش‌های نوین آزمایشگاهی از قبیل شبیه‌سازی طیف‌های ترمز از مراحل فرود کامل هواپیما، بمقدار زیادی موجب ارتقاء کیفی در کارآئی و قابلیت اطمینان سیستمهای ترمز گردیده است. امروزه عواملی همچون شرایط گرمائی و دینامیکی، درخلال عمر کاری ترمز بطور روزمره مورد ارزیابی قرار می‌گیرد.

هر یک از برنامه‌های جدید ساخت و ارزشیابی کیفی آزمایشگاهی آن، نیاز به یک یا دو سال وقت دارد، حال آنکه برای ترمزهای نسل پیشین انجام آن فقط یک یا دو ماه طول می‌کشید. این بهبودها با بکارگیری تکنولوژی پیشرفته مواد صورت گرفته است.

محورهای پیچشی که از جنس تیتانیوم ریختگی و هم فشار می‌باشد نسبت به فولاد فورج شده سبک‌تر بوده و از نظر مسائل حرارتی بهتر می‌باشد. کیفیت خوب آلیاژ، موجب سبکی وزن قسمت پوستة پیستون یکپارچه یا مکانیزم تنظیم کننده یا طبق‌های (ترمز چرخ) تنظیم سرخود، از جمله تصمیمات طراحی است که کارائی ترمز را افزایش می‌دهد.

با این همه، مهمترین عامل در بهبود کیفی ترمز هواپیما، پیشرفت در زمینه مواد اصطکاکی بکار رفته در آن و اتلاف حرارتی ترمز می‌باشد. ترمز فولادی استاندارد که در آن صفحات اصطکاکی سرامیکی بکار رفته (این ماده اولین بار بعنوان سطوح اصطکاکی در دهه 1940 در ترمزها مورد استفاده قرار گرفته است.) موجب بهبود عمر سایشی و کارائی عمومی ترمزها شده است. اما توسعة بکارگیری مواد مرکب کربنی از چشمگیرترین پیشرفتها در تکنولوژی ساخت ترمز هواپیما از لحاظ حرارتی آن بحساب می‌آید.

مواد مرکب کربنی دارای ویژگیهای بی‌نظیری است که به طراح اجازه می‌دهد با استفاده ازآن، همة وظایف سطوح اصطکاکی دیسک ترمز و جذب کننده‌ها و وظیفة اعضای سازه‌ای آنرا در یک قطعه واحد متمرکز سازد.

وقتی دو قطعه از جنس مواد مرکب کربنی بر روی یکدیگر سایش داشته باشند می‌توانند نقش یک ماده پراصطکاک را ایفا نمایند. ذخیرة حرارتی مواد مرکب زیاد است، علاوه بر آن قابلیت هدایت گرمائی آن موجب انتشار سریع حرارت می‌شود.

مواد مرکب کربنی از استحکام زیادی برخوردارند و می‌توان از آن برای ساخت قطعات مقاوم در برابر «بار» زیاد استفاده نمود. این مواد دارای ویژگی خاصی هستند و آن اینکه استحکام آن‌ها بر اثر افزایش حرارت نقصان می‌باشد. این ویژگی وقتی با انبساط حرارتی اندک در هم می‌آمیزد خاصیت جذب حرارت آنرا بالا می‌برد بطوریکه تنها سازه‌های مجاور موجب محدودیت آن در این خصوص خواهد بود. برای اینکه ترمز بتواند در درجه حرارت بالاتر کارائی داشته باشد باید در واحد وزن سازة آن ازمواد بیشتری که واحد وزن سازة آن از مواد بشتری که در برابر حرارت مقاوم است استفاده نمائیم.

اصطلاح «مواد مرکب کربنی» برای انواع گسترده‌ای از مواد استفاده می‌شود؛ همانند لنت (ترمز) ساخته شده از سرمت (مخلوطی از فلز و سرامیک) و مواد آلی. ساخت لنت ترمز از مواد مرکب کربنی خود مستلزم دانش و علم کافی دراین خصوص است. اجزاء تشکیل دهنده مواد و روش‌های ساخت را می‌توان تغیر داد تا قطعاتی با کارائی متفاوت ساخته شود. در واقع طراحان نشان داده‌اند که قطعات ترمز از جنس مواد مرکب کربنی را می‌توانند چنان دستخوش تغییر نمایند که به کلیه اهداف مورد نظر خود در ساخت ترمز هواپیما دست یابند. استفاده از الیاف گوناگون روشهای متراکم‌سازی ، الیاف منقطع در دو یا سه اندازة مختلف، و روش قالب‌گیری پارچه‌ای تنها معدودی از بی‌شمار آمیزه‌هائی است که می‌توانند برای تولید دیسک ترمز کربنی مورد استفاده قرار دهند. اگر سائیدگی دیسک ترمز (از نوع کربنی) از اندازة مجاز خارج شود می‌توان آنرا برای استفادة مجدد نوسازی نمود.

ترمزهای کربنی برای اولین بار سال 1972 ، بعنوان یک وسیله استاندارد در هواپیمای F-15 مورد استفاده قرار گرفت و بسرعت بعنوان یکی از انواع اصلی ترمز بر روی دیگر هواپیماهای نظامی مورد استفاده قرار گرفت. اولین هواپیمای مسافربری که در آن از این نوع ترمز استفاده شده هواپیمای کنکورد بود ولی گرانی قیمت آن موجب گردید استفادة تجاری آن به کندی صورت پذیرد. امروزه در تمام برنامه‌های هواپیماهای نظامی و مسافربری استفاده از ترمزهای کربنی گنجانده شده است.

 

همچون سایر سیستمهای هواپیما، تکنولوژی سیستم ترمز آن نیز با نوآوری و پویائی همراه بوده و هدف آن بهبود در کارائی و قیمت تمام شده می‌باشد تلاشهای جاری در زمینه‌های گوناگون توسعه، ساخت و کاربرد آن بقرار زیر است:

 

-استفاده از مواد مرکب پیشرفته و مقاوم در برابر حرارت به منظور افزایش تراکم‌پذیری و عمر ترمز و ارتقاء مقاومت آن در برابر سایش (چنین بهبودهائی می‌تواند منتج به کاهش تعداد دیسک‌های اصطکاکی در یک ترمز گردد).

 

-استفاده از مواد مرکب قالب‌گیری شده و سازه‌های کامپوزیتی از نوع رشته پیچی در بسیاری از قطعات عمدة هواپیما از قبیل چرخها، پوسته‌های پیستون و قسمت انتقال گشتاور با هدف کاهش وزن و آسیب‌پذیری آن.

 

-بکارگیری سیستمهای هیدرولیکی با فشار زیاد و استفاده از روغن هیدرولیک مرغوبتر که موجب عملکرد بهتر ترمزها شده ، اشتعال‌پذیری و وزن آنرا کاهش می‌دهد.

 

-استفاده از سیستمهای جداگانه عمل کننده‌های الکترومکانیکی و الکتروهیدرواستاتیکی که با نیروی الکتریکی کنترل می‌گردد، کارائی ترمزها را بهبود بخشیده و موجب کاهش وزن سیستمهای ترمز هواپیما می‌گردد.

 

-بکارگیری روشهای پیشرفتة کنترل گرما، از قبیل سیستمهای خنک‌کننده فعال و غیرفعال.

 

-استفاده از تکنولوژی پیشرفتة کنترل ترمز از قبیل دستگاه‌های کنترل الکترونیکی چند منظوره و سیستم انتقال سیگنال از طریق سیم (کابل) نوری (سیستم‌های کنترل ارابة فرود یکپارچه برای هواپیماها در حال ساخت می‌باشد که در آن مکانیزم ترمز خودکار، عمل هدایت فرمان و مکانیزم ضدسرخوردن، تماماً در کنترل کنندة واحدی ادغام شده است.

 

 

 

منبع :مجله صنایع هوایی

عکس:راعی

[EN-EZEL 13039]

برای مشاهده این محتوا لطفاً ثبت نام کنید یا وارد شوید.

• ورود
• یا
• ثبت نام

 

اين گزارش به معرفي اجمالي نانوکامپوزيت هاي پليمري مي پردازد. سيليکات هاي لايه اي تا به امروز بيشترين کاربرد را در ساخت نانوکامپوزيت ها داشته اند اخيرا به شدت از نانولوله هاي کربني نيز در ساخت اين نانوکامپوزيت ها استفاده مي شود. از انواع رزين هاي مورد استفاده به عنوان زمينه ناوکامپوزيت ها رزين هاي ترموپلاستيک و ترموست مي باشد. در حال حاضر از موضوعات بسيار با درجه اهميت بالا در تحقيقات مطالعه فصل مشترک فاز تقويت کننده مانند نانولوله ها و فاز زمينه مانند پليمرها مي باشد.

 

مواد و توسعه مواد از پايه‌هاي تمدن و فرهنگ انسان مي‌باشد. بشر حتي دوره‌هاي تاريخي را با مواد نامگذاري كرده است. مثل عصر سنگي، عصر برنز، عصر آهن، عصر فولاد (انقلاب صنعتي)،‌ عصر سيليكون و عصر سيليكا (انقلاب ارتباطات از راه دور) . اين نشان مي‌دهد كه مواد چقدر براي ما اهميت دارد. ما همواره در كوششيم كه از دنياي اطراف خود آگاهي داشته باشيم و آن را بهبود دهيم و ببينيم دنياي ما از چه چيزي ساخته شده است.

عصر جديد با شناخت يك ماده مشخص بوجود نخواهد آمد بلكه با بهينه‌كردن و مشاركت‌دادن تركيبي از چند ماده بوجود خواهد آمد. دنياي نانومواد و هيجانات همراه آن،‌ فرصت‌هاي استثنايي براي توليد انقلاب در مواد كامپوزيتي بوجود آورده است.

كامپوزيت‌هاي پليمري به علت خواصي مانند استحكام، سفتي و پايداري حرارتي و ابعادي، چندين سال است كه در ساخت هواپيماها به كار مي‌رود. با ظهور و به‌كارگرفتن نانوتكنولوژي، كامپوزيت‌هاي پليمري بسيار جذاب‌تر خواهند شد.

فرصت‌هاي نانوكامپوزيت‌هاي پليمري

 

تقويت پليمرها با استفاده از مواد آلي و يا معدني بسيار مرسوم مي‌باشد. برخلاف تقويت‌كننده‌هاي مرسوم كه در مقياس ميكرون مي‌باشند، در كامپوزيت‌هاي نانوساختاري فاز تقويت‌كننده در مقياس نانومتر مي‌باشد. توزيع يكنواخت اين نانوذرات در فاز زمينه پليمري باعث مي‌شود فصل مشترك فاز زمينه و فاز تقويت‌كننده در واحد حجم، مساحت بسيار بالايي داشته باشد. براي مثال مساحت فصل مشترك ايجاد شده با توزيع سيليكات لايه‌اي در پليمر بيشتر از 700 خواهد بود. علاوه بر اين فاصله بين ذرات فاز نانومتري تقويت‌كننده با اندازه ذرات قابل مقايسه خواهد بود. براي مثال براي يك صفحه با ضخامت nm 1 فاصله بين صفحات در حدود 10 نانومتر در فقط 7 درصد حجمي از فاز تقويت‌كننده مي‌باشد. اين مورفولوژي از ويژگي‌هاي ابعاد نانومتري مي‌باشد.

هم از جنبه تجاري و هم از جنبه نظامي، ارزش نانوكامپوزيت‌هاي پليمري فقط به خاطر بهبود خواص مكانيكي نمي‌باشد. در كامپوزيت‌ها كارايي مورد نياز، خواص مكانيكي، هزينه و قابليت فرآوري از موضوعات بسيار مهم مي‌باشد. نانوكامپوزيت‌هاي پليمري بر اين محدوديت‌ها غلبه كرده است. براي مثال پيشرفت سريع نانوكامپوزيت‌هاي پليمر- سيليكات لايه‌اي را درنظر بگيريد. تلاش‌هاي ده سال اخير باعث شده است كه مدول كششي و استحكام اين كامپوزيت‌ها دوبرابر شود، بدون اينكه مقاومت به ضربه آنها كاهش يابد. مثلاً براي تعداد زيادي رزين‌هاي ترموپلاستيك مثل نايلون و اولفين و همچنين رزين‌هاي ترموست مثل اورتان، اپوكسي و سيلوگزان با افزايش مقدار كمي مثلاً 2% حجمي از سيليكات لايه‌اي مي‌توان به اين خواص رسيد.

اخيراً جنرال موتورز و شركايش مثل Basel و Southarn Clay Products و Black hawk Automotive در قسمت‌هاي خارجي اتومبيل از نانوكامپوزيت‌هاي با زمينه اولفين ترموپلاستيك و تقويت‌كننده سيليكات لايه‌اي استفاده كرده‌اند.

يك نانوكامپوزيت اولفيني با 5/2% سيليكات لايه‌اي بسيار مستحكم‌تر و سبكتر نسبت به ذرات مرسوم تالك كه در ساخت كامپوزيت‌‌هاي مرسوم به كار مي‌رود، مي‌باشد. باتوجه به نوع قطعه و ماده تقويت‌كننده در يك نانوكامپوزيت اولفيني مي‌توان كاهش وزني درحدود 20% را بدست آورد.

علاوه بر اين مقدار مواد مصرفي نيز نسبت به كامپوزيت‌هاي مرسوم كاهش خواهد يافت. اين مزايا باعث خواهد شد كه تأثيرات مثبتي بر مسائل زيست ‌محيطي و بازيافت آنها داشته باشد. به عنوان مثال گزارش شده است كه استفاده از نانوكامپوزيت‌هاي پليمري با لايه هاي سيليكاتي در صنايع خودرو آمريكا باعث صرفه‌جويي در مصرف 5/1 ميليارد ليتر گازوئيل در طول عمر خودرو توليدشده در يك سال خواهد شد و درنتيجه چيزي در حدود 10 ميليارد پوند دي‌اكسيد كربن كمتر نشر خواهد يافت.

باتوجه به گسترده‌بودن پليمرها و رزين‌ها و همچنين نانومواد تقويت‌كننده و كاربردهاي فراوان آنها موضوع نانوكامپوزيت هاي پليمري بسيار گسترده مي‌باشد.

در توسعه مواد چند جزئي چه در مقياس نانو و يا ميكرو سه موضوع مستقل بايد مورد توجه قرار گيرد: انتخاب اجزاء، توليد، فرآوري و كارايي

در مورد نانوكامپوزيت‌هاي پليمري هنوز در اول راه مي‌باشيم و باتوجه به كاربرد نهايي آنها زمينه‌هاي بسياري براي توسعه آنها وجود دارد.

دو روش اساسي توليد اين نانوكامپوزيت‌هاي پليمري "روش‌هاي درجا" و روش " ورقه‌اي کردن " Exfoliation) ) مي‌باشد. در روش درجا فاز تقويت‌كننده در زمينه پليمري توسط روش‌هاي شيميايي و يا جداسازي فازها توليد مي‌شود. زمينه پليمري به عنوان محلي براي تشكيل اين اجزاء مي‌باشد. به عنوان مثالي از اين روش ها مي‌توان تجزيه و يا واكنش شيميايي مواد پيش‌سازه در زمينه پليمري را نام برد.

در حال حاضر ورقه‌اي‌كردن لايه‌هاي سيليكاتي و نانوفايبرها/ نانولوله‌هاي كربني توسط صنايع بسياري مورد مطالعه و بررسي قرار گرفته است. همچنين مؤسسات دولتي و دانشگاهي بسياري بر روي اين موضوع كار مي‌كنند. درباره اين موضوع در ادامه صحبت خواهيم كرد.

سيليكات‌هاي لايه‌اي

 

سيليكات‌هاي لايه‌اي (آلومينوسيليكات‌هاي 2 به 1، فيلوسيليكات‌ها، رس‌هاي معدني و اسمكتيت‌ها) تا به امروز بيشترين كاربرد را در تحقيقات نانوكامپوزيت‌هاي پليمري داشته است. سيليكات‌هاي لايه‌‌اي ويژگي هاي ساختاري مانند ميكا و تالك دارد و از آلومينوسيليكات‌هاي هيدراته تشكيل شده است. در شكل (1 ) ساختار كريستالي آنها را مشاهده مي‌كنيد.

نيزوهاي واندروالس در بين لايه‌ها كه حامل كاتيون‌ها مي‌باشند ( M + ) لايه‌ها را كه توسط پيوند كووالانسي به هم متصل‌اند را از هم جدا مي‌سازد. اين لايه‌ها ضخامتي در حدود 96/0 نانومتر دارند.

نانولوله هاي کربني

 

برخلاف تحقيقات 25 ساله بر روي توزيع سيليكات‌هاي لايه‌اي در پليمرها، تحقيقات در زمينه توزيع نانولوله‌هاي كربني در پليمرها بسيار جديد مي‌باشد. نانولوله‌هاي كربني در حين افزايش و بهبود خصوصيات فيزيكي و مكانيكي پليمرها باعث مي‌شوند كه خواص الكتريكي و گرمايي رزين‌ها نيز بهبود يابد. قطر اين نانولوله‌ها مي‌تواند از 1 تا 100 نانومتر باشد و نسبت وجهي (طول به قطر) بيشتر از 100 يا حتي 1000 باشد. مانند سيليكات‌هاي لايه‌اي ماهيت غيرهمسانگردي اين لوله‌ها باعث مي‌شود كه در کسر حجمي کمي از نانولوله ها رفتار جالبي در اين نانوكامپوزيت‌ها پيدا شود.

نانولوله‌هاي كربني در دو گروه طبقه‌بندي مي‌شوند. نانولوله‌هاي تك‌ديواره و نانولوله‌هاي چندديواره. علت علاقه به نانولوله‌هاي كربني تك‌ديواره و تلاش براي جايگزين‌كردن آنها در صنعت براساس محاسبات تئوري و تأييدات آزمايشگاهي بر خصوصيات عالي مكانيكي و رسانايي الكتريكي آنها مانند فلزات مي‌باشد.

رقابت بر روي توسعه روش‌هاي ساخت با هزينه كم، فرآوري نانولوله‌هاي كربني تك‌ديواره و همچنين پايداري خصوصيات اين نانولوله‌ها در حين فرآوري پليمر- نانولوله، از موانعي هستند كه سرعت پيشرفت در توليد نانوكامپوزيت‌هاي پليمري پرشده با نانولوله‌هاي كربني را محدود كرده‌اند.

برعكس در دسترس‌بودن و تجاري‌بودن نانولوله‌هاي كربني چندديواره باعث شده است كه پيشرفت‌هاي بيشتري در اين زمينه داشته باشيم. تاحدي كه محصولاتي در آستانه تجاري‌شدن توليد شده است. به عنوان مثال از نانولوله‌هاي كريني چندديواره (جايگزين Carbon-black ) در پودرهاي رنگ استفاده شده است.

استفاده از اين نانولوله‌ها باعث مي‌شود كه رسانايي الكتريكي در مقدار كمي از فاز تقويت‌كننده حاصل شود و كاربرد آنها در پوشش‌دادن قطعات اتومبيل مي‌باشد.

يكي ازمعايب نانولوله‌هاي چندديواره نسبت به تك‌ديواره‌ اين است كه استحكام‌دهي آنها كمتر مي‌باشد زيرا پيوندهاي صفحات داخلي ضعيف مي‌باشند. در هر حال، درحال حاضر كاربردهايي كه باعث استفاده از نانولوله‌ها در تقويت‌دادن پليمرها مي‌شود، بهبود خواص گرمايي و الكتريكي مي‌باشد تا بهبود خواص مكانيكي. بنابراين كاربرد نانولوله‌هاي كربني چندديواره بسيار زياد مي‌باشد.

از نظر نظامي نيز فراهم‌كردن هدايت الكتريكي، و يا الكتريكي در فيلم‌ها و فايبرهاي پليمري فرصت‌هاي انقلابي بوجود خواهد آورد. به عنوان مثال از پوسته‌هاي الكتريكي-مغناطيسي گرفته تا كامپوزيت‌هاي رساناي گرما و لباس‌هاي سربازهاي آينده.

چالش‌ها

 

در نانوكامپوزيت‌هاي پليمري هدف نهايي، توزيع يكنواخت فاز تقويت‌كننده نانومتري مي‌باشد. اساساً 4 روش براي توليد نانوكامپوزيت‌هاي يكنواخت وجود دارد: فرآوري محلولي، پليمريزاسيون درجا، فرآوري مزوفازها و فرآوري مذاب. تحقيقات بسياري در مورد اين فرآيندها براي بررسي پارامترهاي كنترل‌كننده مورفولوژي نانوكامپوزيت‌ حاصله با اين روش‌ها وجود دارد.

عملگري سطحي و عناصر نانويي به‌كاررفته در پليمرها بايد به گونه‌اي باشد كه نرخ پليمريزاسيون و محل شروع پليمريزاسيون قابل كنترل باشد. زيرا درحين پليمريزاسيون ممكن است عناصر نانويي تقويت‌كننده آگلومره شوند.

نقطه كليدي در تمام اين فرآيندها مهندسي فصل مشترك بين پليمر و نانوذره مي‌باشد. براي اين فرآيندها عموماً از سورفكتانت‌ها استفاده مي‌شود. براي مثال از مولكول‌هايي كه بصورت يوني با سطح نانوذرات پيوند داشته باشند (در سيليكات‌هاي لايه‌اي) استفاده مي‌شود و درمورد نانولوله‌هاي كربني از پليمرهايي كه بصورت فيزيكي به آنها متصل مي‌شوند استفاده مي‌شود. اين بهسازي‌هاي سطحي باعث مي‌شوند كه عكس‌العمل بين فصل مشترك‌ها بهبود يابد. بيشترين تلاش‌ها در حال حاضر بر روي بهسازهايي شده است كه باعث مي‌‌شود توزيع نانوذرات تسهيل يافته و بصورت يكنواخت توزيع شوند.

در حال حاضر موضوعات با درجه بالاي اهميت در تحقيقات عبارتند از: درك دقيق و عميق از منطقه فصل مشترك‌ فاز تقويت‌كننده و پليمر، وابستگي خصوصيات فصل مشترك به شيمي سطح نانوذره، آرايش اجزاء و ارتباط بين منطقه فصل مشترك و خصوصيات نانوكامپوزيت‌ها. همچنين درك كلي از ارتباط مورفولوژي و خصوصيات حاصله در رفتار مكانيكي، گرمايي و مقاومتي بسيار كم مي‌باشد.

[EN-EZEL 13039]

فناوری کامپوزيت فرمول 1

شاهکار

كارخانجات Giant پيشروترين شركت در توسعه ي توليد قطعات متشكله از کامپوزيت كربن از شروع دهه 80 ميباشد. اين موضوع Giant را به يكي از مجرب ترين و پرسابقه ترين سازندگان دوچرخه هاي مواد مركب تبديل نموده است. تمام مواد اوليه ي تشكيل دهنده ي قطعات در داخل كارخانه ي Giant و آزمايشگاههاي مربوطه شكل داده مي شود كه در آن هر فريم از يك سري مفتول كه روي آن ها را با رشته‌هايي از مواد مركب ظريف پوشانده اند تشكيل مي‌شود. اين مواد از نوع فيبركربن فضايي [T-700] مي‌باشد. هيچ لوله يا قطعه‌ي ساخته شده‌اي از منابع خارجي از كارخانه تامين نمي‌شود تمام اجزاء ‌شاسي و دو شاخه در داخل كارخانه از نوارهای بريده شده مواد کامپوزيت, توسط تيم مهندسی ماهر (کلاس جهانی) ساخته و مونتاژ می شود.

بيشترين با كمترين مواد

فن‌آوري اتصال لوله ها خيلي قديمي هستند. اين اتصالات باعث افزايش وزن و احتمالا ايجاد تنش و ترك در نقاط اتصال مي‌شوند. ساختار ما به كمك يك كيسه‌ي هوايي منفرد مثلث جلوي شاسي را به صورت يكپارچه و بدون اتصالات شكل مي‌دهد.

مهندسين Giant از به كار بردن اتصالات پرهيز مي كنند و به جاي آن از اتصال زنجيري استفاده مي كنند و صندلي در مثلث جلوي شاسي با استفاده از لايه هاي مواد مركب يا لفافه پيچي در محل اتصال قرار مي‌گيرد. نتيجه آن شاسي با ظاهري جذاب، سبك تر و مقاوم تر است كه راندن آن بسيار خوشايند مي باشد.

استحكام خوب است ليكن زيادي آن خير

مواد کامپوزيت ما براي سرعت و راحتي طراحي و ساخته شده است. چه كسي دوچرخه‌ي محكمي مي‌خواهد در حالي كه راندن آن خوشايند نيست. به اين دليل است كه Giant از روش تحليل المانهاي محدود براي ساخت فريم از مقادير دقيقي از مواد استفاده مي‌كند. بدون آنكه به توازن بين نرمش جانبي و استحكام صدمه بزند.

بدينوسيله استحكام فريم تضمين مي‌شود ليكن ولی نه با استحكام خيلي بالا، در نتيجه دوچرخه سوراي لذت بخشي را در عين داشتن سرعت و شتاب بالا ارائه می دهد.

تيم‌هاي طراحي مهندسي Giant در خط مقدم سازندگان کامپوزيت قرار دارند. فلسفه‌ي طراحي ما با اشتياق براي مسابقه، نوآوري و پيشرفت آميخته شده و دانشمندان و تيم مسابقه ما را به سمت مدرن ترين سازنده‌ي مواد کامپوزيت سوق داده است. مانند Beloki,Jalabert كه قبل از آنها Ullrich Vinokourov,Zabel آمده بودند و بقيه اعضای تيم T-mobileو RABO BANK كه نقش ابزار دقيق را در عمليات تحقيق و توسعه بازی می کنند. در هيچ جاي دنيا شما چنين تيم هماهنگي در تحقيق و توسعه پيدا نميكنيد.

 

برای مشاهده این محتوا لطفاً ثبت نام کنید یا وارد شوید.

• ورود
• یا
• ثبت نام

نوشته شده در یکشنبه یازدهم مرداد 1388ساعت 9:41 توسط کیوان شفیعی | آرشیو نظرات

برای مشاهده این محتوا لطفاً ثبت نام کنید یا وارد شوید.

• ورود
• یا
• ثبت نام

امروز دوچرخه ای معرفی می کنم که در رده دوچرخه های کراس کانتری فوق العاده است. از این لحاظ می گم فوق العاده است که هم از نظر تکنولوژی هم از نظر قطعات و هم از نظر قیمت بسیار

عالی می باشد.این دوچرخه دارای تکنولوژی ALLIANCE می باشد که قبلا" مفصلا" توضیح دادم ولی

باز در باره این تکنولوژی توضیح میدم که نصف این بدنه از کامپوزیت کربن ونصف دیگر از آلیاژ آلومینیوم

می باشد.ست سیستم این دوچرخه شیمانو LX می باشدو مجهز به دوشاخه ROCK SHOX DART3

وهمچنین وزن بسیار سبک ۱۱.۹۲ کیلوگرم می باشد.و با توجه به این شاخصهایی که توضیح دادم

قیمت این دوچرخه فقط ۱۴۹۰۰۰۰تومان می باشد که با توچه به این توضیحات قیمت این دوچرخه نسبت

به رقباش فوق العاده ایده آل است.شما نمی توانید هیج دوچرخه فروشی در ایران دوچرخه ای با این

مشخصات و به این قیمت پیدا نمائید.به تمام دوچرخه سواران توصیه می کنم که حتما"از دوچرخه

XTC ALLIANCE 2 در نمایشگاه گیشا بازدید نمائید.با توجه به محدود بودن این دوچرخه حتما" زودتر

اقدام نمائید.خودم خیلی دوست دارم یک دستگاه از این دوچرخه داشته باشم.انشالله

[EN-EZEL 13039]

بهبود روش ساخت پوسته بال هواپيما از جنس مواد مرکب

 

 

پژوهشگران هوافضا (سازه) دانشگاه تربيت مدرس در پژوهشي، روش انتقال رزين به داخل قالب به کمک خلاء را به عنوان جايگزيني مناسب براي روش‌هاي موجود به خصوص روش دستي ساخت پوسته بال هواپيما معرفي کردند. روش انتقال رزين به داخل قالب در اين پژوهش به کمک خلاء (VARTM) به عنوان جايگزيني مناسب براي روش‌هاي موجود به ويژه روش دستي ساخت پوسته بال هواپيما معرفي شد. براي اين منظور ابتدا به بهبود پارامترهاي مؤثر در فرآيند VARTM پرداخته شد که اين فرآيند با انتخاب تئوري مناسب، توسط نرم افزار MATLAB شبيه‌سازي شد سپس پارامترهاي مؤثر در فرآيند از جمله تأثير تراکم الياف، تاثير نسبت ضخامت لايه توزيع به ضخامت لايه پريفرم، ضخامت لايه «پريفرم ويسکوزيته» رزين و قطر لوله تزريق در سرعت حرکت رزين و همچنين تأثير ضخامت لايه توزيع در زمان پر شدن قالب، طول جبهه جريان و ضرايب نفوذپذيري به صورت تئوري و عملي مورد بررسي قرار گرفت. در نهايت خواص مکانيکي قطعات ساخته شده با روش VARTM و دستي از لحاظ مقاومت کششي و خمشي و ميزان درصد حجمي و درصد وجود حباب مورد مقايسه قرار گرفت. نتايج به دست آمده نشان داد که با انتخاب بهينه نسبت بين ضخامت لايه توزيع و پريفرم، افزايش تراکم الياف، کاهش ويسکوزيته رزين و انتخاب بهينه قطر لوله تزريق مي‌توان حداکثر سرعت را در فرآيند به دست آورد. همچنين ميزان درصد حجمي الياف در قطعات ساخته شده به روش VARTM بيشتر از روش دستي بوده است و درصد حباب آن نيز به شدت کاهش يافته و به اين علت استحکام ويژه کششي و خمشي آن نيز بالاتر از روش دستي بوده است. پس از بررسي پارامترها و بهينه‌سازي آن، قطعاتي پيچيده با ابعاد متوسط ساخته شد و بعد از شناسايي مشکلات و رفع آنها و با کسب تجربه کافي در اين زمينه، پوسته بال 9 متري با موفقيت ساخته شد و نسبت به روش دستي مورد مقايسه قرار گرفته شد و به اين نتيجه رسيده شد که وزن و زمان نسبت به روش دستي کاهش پيدا کرده است و نيز کيفيت پوسته به دليل مکانيزه شدن بهتر از روش دستي بوده است.

 

اين پژوهش توسط مهندس سجاد رجبي، کارشناس ارشد هوا فضا (سازه) و با راهنمايي دکتر محمد گلزار عضو هيات علمي دانشکده فني مهندسي دانشگاه تربيت مدرس انجام شد انجام شده است.

 

 

 

روشي نوين براي کنترل هوشمند چراغ‌هاي راهنمايي

 

پژوهشگران فن‌آوري اطلاعات دانشگاه تربيت مدرس توانستند رويکرد رايانه‌يي جديدي را براي کنترل هوشمند چراغ‌هاي راهنمايي تقاطع‌هاي مجزا ارائه دهند. اين پژوهش در مقايسه با روش‌هاي هوشمند ديگري که به کنترل چراغ راهنمايي پرداخته اند، دو تفاوت عمده دارد. يکي نوع داده‌هاي اوليه و ديگري رويکرد کنترلي آن است. استفاده از تصاوير به جاي داده‌هاي شناسگرهاي حلقه‌هاي القايي و مدلسازي دانش حوزه در قالب هستان نگار و به اشتراک‌گذاري و استفاده از آن به منظور کنترل چراغ راهنمايي مواردي هستند که با رويکردهاي مشابه کنترل چراغ راهنمايي تفاوت دارند. امروزه کنترل رايانه‌يي حمل و نقل شهري در سرتاسر دنيا به شکل امر معمولي در آمده و دامنه آن از کنترل کننده‌هاي مجزا براي تقاطع‌ها تا سامانه‌هاي پوشش دهنده کل شبکه شهري گسترش يافته است و همگي آنها بر کنترل ترافيک و تشخيص وسيله نقليه براي تنظيم مدت زمان چراغ سبز و فواصل زماني بين دوره‌هاي چراغ‌ها در تقاطع‌هاي مجاور براي واکنش به تغييرات جريان ترافيک تکيه دارند. تشخيص ترافيک با استفاده از پردازش تصاوير فوايد متمايزي نسبت به فن آوري مبتني بر حلقه‌هاي القايي دارد و نيز ايجاد هستان نگار کنترل چراغ راهنمايي و به کارگيري آن نه فقط دانش اين حوزه را استخراج کرده، بلکه امکان به اشتراک گذاشتن و استفاده آن را براي ديگران فراهم مي‌کند. همچنين روش مذکور استقلال عمل در حوزه کنترل نرم افزاري ترافيک را نيز افزايش مي‌دهد. به اين صورت که سيستم‌هاي کنترلي مختلف با در اختيار داشتن هستان نگار مي‌توانند متغيرها، پارامترها و قواعد خود را با افزودن يا کاستن قواعد هستان نگار توسعه دهند و بدين ترتيب توسعه سيستم‌هاي کنترل هوشمند با پيچيدگي کمتري همراه خواهد بود. روش پيشنهادي با رويکرد کنترلي زمان ثابت شبيه سازي، مقايسه و ارزيابي شده است. نتايج اين ارزيابي نشان داد که سيستم جديد در تمامي شرايط ارزيابي، نتايج بهتري نسبت به سيستم زمان ثابت دارد.

 

اين پژوهش توسط مهندس مريم کي ارسلان با راهنمايي دکتر غلامعلي منتظر عضو هيات علمي دانشکده فني مهندسي دانشگاه تربيت مدرس انجام شد.

 

 

 

حذف بيولوژيکي نيترات از منابع آب زيرزميني با استفاده از گاز طبيعي

 

پژوهشگران گروه بيوتکنولوژي بخش شيمي دانشکده فني مهندسي دانشگاه تربيت مدرس با انجام پژوهش‌هايي موفق شدند از گاز طبيعي جهت حذف زيستي نيترات از آب‌هاي آلوده استفاده کنند. در اين پژوهش استفاده از گاز طبيعي جهت حذف زيستي نيترات از آب‌هاي آلوده به نيترات با استفاده از دو سويه خالص «متيلوباکتريوم اکستور کوئنز» و «هايفوميکروبيوم دنيتريفيکن» در راکتور زيستي حبابي مورد بررسي قرار گرفت که نتايج نشان داد، سويه‌هايفوميکروبيوم دنيتريفيکن به خوبي مي‌تواند فرآيند نيترات زدايي را در حضور گاز طبيعي به عنوان منبع کربن به انجام برساند. همچنين مشاهده شد، کشت مخلوط دو باکتري اثر مثبتي بر افزايش نرخ نيترات زدايي نخواهد داشت. در بخش ديگري از اين پروژه تحقيقاتي اثر شدت هوادهي در راکتور زيستي با استفاده از سويه‌هايفوميکروبيوم دنيتريفيکن در راکتور زيستي حبابي مورد بررسي قرار گرفت. با توجه به نتايج به دست آمده افزايش شدت هوادهي سبب کاهش رشد و نرخ حذف نيترات مي‌شود. همچنين مقايسه روش هوادهي پيوسته و متناوب در اين راکتور زيستي نشان مي‌دهد، روش هوادهي متناوب بر افزايش بازده حذف اثر مثبت مي‌گذارد. اين طرح که در قالب پايان نامه کارشناسي ارشد ندا ناظمي در رشته مهندسي شيمي با راهنمايي دکتر محسن نصرتي و با مشاوره دکتر شجاع الساداتي از اعضاي هيات علمي دانشگاه تربيت مدرس انجام شد.

[EN-EZEL 13039]

1: تعریف کامپوزیت و مختصری در مورد آن

کامپوزیتها (مواد چند سازه ای یا کاهگل های عصر جدید )رده ای از مواد پیشرفته هستند که در آنها از ترکیب موادساده به منظور ایجاد موادی جدید با خواص مکانیکی و فیزیکی برتر استفاده شده است.اجزای تشکیل دهنده ویژگی خود را حفظ کرده در یکدیگر حل نشده و با هم ممزوج نمی شوند.استفاده از این مواد در طول تاریخ نیز مرسوم بوده است .از اولین کامپوزیت‌ها یا همان چندسازه‌های ساخت بشر می‌توان به کاه گل وآجرهای گلی که در ساخت آنها از تقویت کننده کاه استفاده می شده است اشاره کرد..هنگامی که این دو باهم مخلوط بشوند در نهایت آجرپخته بدست می آید که بسیار ماندگار تر و مقاوم تر از هر دو ماده اولیه یعنی گل و کاه است.قایق‌هایی که سرخ‌پوست‌ها با قیر و بامبو می‌ساختند و تنورهایی که از گل، پودر شیشه و پشم بز ساخته می‌شدند و در نواحی مختلف کشورمان یافت شده است،نیز از کامپوزیت‌های نخستین هستند. بسیاری از نیازهای صنعتی صنایعی مانند صنایع فضایی ، راکتورسازی، الکترونیکی و غیره نمی‌تواند با استفاده از مواد معمولی شناخته شده ، برآورده شود. اما قسمتی از آن نیازها، می‌تواند با استفاده از چندسازه‌ها یا کامپوزیت‌ها برآورده گردد.

 

1- 1-تعریف کامپوزیت

معمولا یک ماده کامپوزیت را به صورت یک مخلوط فیزیکی در مقیاس ماکروسکوپیک ازدو یا چند ماده مختلف تعریف میکنند که این مواد خصوصیات فیزیکی و شیمیایی خودرا حفظ کرده و مرز مشخصی را با یکدیگر تشکیل میدهند.این مخلوط در مجموع و با توجه به برخی معیارها خواص بهتری از هریک از اجزای تشکیل دهنده خودرا دارا میباشد.در کامپوزیت عموما دو ناحیه متمایز وجود دارد.

۱- فاز پیوسته (ماتریس)

2-فاز ناپیوسته(تقویت کننده)

در یک کامپوزیت به طور کلی الیاف،عضو بار پذیر اصلی سازه هستند در حالیکه ماتریس آنها رادر محل وآرایش مطلوب نگاهداشته وبعنوان یک محیط منتقل کننده بار بین الیاف عمل میکند،به علاوه آنهارااز صدمات محیطی دراثربالارفتن دما ورطوبت حفظ می کند.

2-1- تقسیم بندی مواد کامپوزیت

1) کامپوزیتهای زمینه سرامیکی ( cmc )

2) کامپوزیتهای زمینه فلزی ( mmc)

3) کامپوزیتهای زمینه پلیمری ( pmc ) : که رایجترین دسته کامپوزیت هستند و بیش از 90 درصد مصرف جهانی کامپوزیت را به خود اختصاص داده اند.

3-1-نقاط قوت کامپوزیتها

• وزن کم این مواد در عین بالا بودن نسبت مقاومت به وزن آنها (حتی تا 15 برابر برخی از فولادها ).

• مقاومت بالا نسبت به خوردگی.

• وجود روش های مختلف ساخت و امکان تولید اشکال پیچیده و متنوع

4-1-مهمترین موارد کاربرد کامپوزیت

سابقه استفاده از کامپوزیت‌های پیشرفته به دهه‌ 1940 باز می‌گردد. در آن زمان ارتشهای آمریکا و شوروی سابق در رقابتی تنگاتنگ با یکدیگر ، موفق به ساخت کامپوزیت پایه پلیمری الیاف بور – رزین اپوکسی برای استفاده در صنعت هوا فضا شدند. 20 تا 30 سال پس از آن ، کامپوزیت‌های پایه پلیمری بطور گسترده‌ای به سوی صنایع شهری از جمله ساختمان و حمل و نقل روی آوردند. بطور مثال امروزه خودروهایی ساخته می‌شود که تماماْْ کامپوزیتی هستند. استفاده از کامپوزیت‌ها در این کاربرد به علت ویژگیهایی چون وزن کمتر، در نتیجه سوخت کمتر و عمر طولانی‌تر آنهاست.

مواد کامپوزیت تقویت شده با الیاف ،ترکیبی از مقاومت کششی ومدول بهتر نسبت به مواد فلزی را دارند وبعلت پایین بودن وزن مخصوص نسبت به وزن (مقاومت کششی ویژه) نسبت مدول به وزن (مدول ویژه)، مواد کامپوزیت به طور مشخص بهتراز موادفلزی هستند ودر بسیاری از کاربردهایی که کاهش وزن سازه از اهمیت برخوردار است میتواندد جایگزین فلزات شوند.

با توجه به پایداری بسیار زیاد کامپوزیت‌های پایه پلیمری و مقاومت بسیار خوب آنها در محیط‌های خورنده، این کامپوزیت‌ها، کاربردهای وسیعی در صنایع دریایی پیدا کرده‌اند که از آن جمله می‌توان به ساخت بدنه قایقها و کشتیها و تاسیسات فراساحلی اشاره داشت. استفاده از کامپوزیت‌ها در این صنعت، حدود 60% صرفه‌جویی اقتصادی داشته است که علت اصلی آن مربوط به پایداری این مواد است. صنعت ساختمان وصنایع مرتبط باآن پرمصرف‌ترین صنعت برای مواد کامپوزیتی است که در فصل 3 با برخی از آنها بیشتر آشنا میشویم. ساخت بدنه هواپیما.ساخت پره های توربین بادی و پره های هلی کوپتر وپوشش رادار هواپیمااز کاربردهای کامپوزیت در صنعت هوافضا است. این مواد در صنعت نفت وگاز نیز به منظور ترمیم وتقویت سازه های فرسوده و ترمیم لوله های فرسوده نفت و گاز . عایق توربین به کار میروند..(کامپوزیت ها با توجه به ساختار شبکه ای و طولی ای که دارند گرما را فقط در جهت طولی منتقل می کنند و نه عرضی بنا بر این به عنوان عایق گرما برای دیواره توربین ها مناسب می باشند. – نقل قول از دکتر مظاهری رئیس گروه آیرودینامیک وپیشرانش دانشکده هوا-فضای شریف.)

5-1-مصرف سرانه مواد کامپوزیتی در کشور

مصرف سرانه مواد کامپوزیتی در کشور یک دهم سرانه مصرف در کشورهای پیشرفته است و سالانه بیش از6 میلیون تن مواد کامپوزیتی به ارزش 145 میلیارد دلار در صنایع مختلف جهان مصرف می‌شود. به گفته دکتر مهرداد شکریه، رئیس موسسه کامپوزیت ایران و عضو هیات علمی دانشگاه علم و صنعت:“ سرانه مصرف کامپوزیت در کشورهای پیشرفته جهان 3 کیلوگرم است در حالی که این سرانه در کشور ماتنها 3/0کیلوگرم است ولی درعین حال ایران از نظر سرانه مصرف مواد کامپوزیتی، همرده کشورهای آسیایی قرار دارد. علت پایین بودن سرانه مصرف مواد کامپوزیتی در این قاره وسعت این قاره و نیز وجود کشورهای فقیردر این منطقه است، در عین حال کشور ژاپن با سرانه 5/4 کیلوگرم در سال به عنوان نمونه‌ای از یک کشور آسیایی پیشرفته با مصرف سرانه مواد کامپوزیتی است“

6-1-آشنایی با چند پروژه کامپوزیتی درایران

• گروه كامپوزيت و چسب – پژوهشگاه پلیمر وپتروشیمی ایران .

• ساخت هواپیمای 4 نفره تمام کامپوزیت فجر 3 در شرکت هواپیمایی فجر.

• مقاوم سازی پالایشگاه نفت آبادان، پل تقاطع اتوبان شهید همت و اتوبان شیخ فضل الله نوری و نیز دو پل راه آهن در استان یزد.

• مقاوم سازی سطح خارجی بتون با استفاده از مواد کامپوزیتی (این طرح توسط موسسه کامپوزیت ایران به عنوان اختراع به ثبت رسیده است. به گفته دکتر مهرداد شکریه رئیس موسسه کامپوزیت ایران، در این روش لایه‌هایی از الیاف شیشه یا کربن به ضخامت 3/0 میلیمتر با استفاده از یک رزین مثل اپوکسی روی سازه بتونی کشیده می‌شود و به این ترتیب میزان مقاومت بتون 3 برابر خواهد شد.)

محمد مهدی مداح

[afshin4u 10]

salam man turkiye

interm mekanike mavade kampozit ro bardashtam

ketab

ya age chizi darin mamnon misham behem email konid .

elmi.afshin@gmail.com

[Ehsan 112346]

یک پیشنهاد واسه کسانیکه علاقمند با کار صنعتی در زمینه کامپوزیت ها هستند.

 

بحث نانوکامپوزیت ها اکنون یک بحث روزه،قراره تو ایران شیشه های نوشابه یکبار مصرف با نانوتیوب ها تولید بشه به طوریکه گاز داخل نوشابه تا مدت ها پس از اولین مصرف خارج نشه...

 

اگه کسی بتونه طرح را با هزینه کم پیاده کنه،سود خوبی گیرش میاد.....

[amin d 74]

سلام

میشه این پست ها رو یه کاسه اش کنین

به صورت یه pdf که بشه دانلودش کنیم بعد پرینتش کنیم جایی بیکار شدیم بخونیم

[M!Zare 48037]

سلام

میشه این پست ها رو یه کاسه اش کنین

به صورت یه pdf که بشه دانلودش کنیم بعد پرینتش کنیم جایی بیکار شدیم بخونیم

خب در ورد کپی کنید و بعد با فرمت دلخواه ذخیره کنید

[amin d 74]

گفتم اگه چندتا مقاله جدا از هم هستن یه دفعه با هم up کنی خیلی خوب میشه

[just work 12354]

گفتم اگه چندتا مقاله جدا از هم هستن یه دفعه با هم up کنی خیلی خوب میشه

 

 

لطفا به پست دوم تاپیک زیر مراجعه کنید ...

 

http://www.noandishaan.com/forums/showthread.php?t=59897

[EVF 5465]

مقاله:

رفتار کمانشی و شکت فشاری لایه های کامپوزیتی شامل تورق های بزرگ چندگانه

برای مشاهده این محتوا لطفاً ثبت نام کنید یا وارد شوید.

• ورود
• یا
• ثبت نام

[EN-EZEL 13039]

مقاومت به خوردگي در ساختمان و اهميت ميلگرد هاي كامپوزيتي

 

بزرگترين سهم بازار مصرف مواد مركب (كامپوزيت) در اختيار صنعت ساختمان است. در اين ميان آرماتورهاي كامپوزيتي به ميزان وسيعي در ساختمان­سازي به­ويژه احداث بناهاي ساحلي و يا سازه­هاي مستقرشده در شرايط اقليمي خوردنده كاربرد يافته­اند. گسترش تكنولوژي ساخت اين آرماتورها مي­تواند علاوه بر مرتفع ساختن نياز صنعت ساختمان، راهگشاي توليد انواع محصولات در صنايع ديگر همچون وسايل ورزشي، خودرو و غيره باشد. در گفتگوي شبكة تحليل­گران تكنولوژي ايران (ايتان) با دكتر محمود مهرداد شكريه، رئيس موسسه كامپوزيت ايران به اين مهم پرداخته شده است:

سوال: ضمن تشكر از وقتي كه در اختيار شبكه قرار داديد، استفاده از آرماتورهاي كامپوزيتي چه مزايايي دارد؟ دكتر شكريه: دليل عمدة استفادة از ميلگردهاي FRP در داخل بتن، جلوگيري از پديدة خوردگي و افزايش ميرايي ارتعاشات ايجاد شده در سازه در برابر ارتعاش مي­باشد. هر چند كه استفاده از ميل­گردهاي FRP به جاي نمونه­هاي فلزي سبب كاهش وزن بنا نيز خواهد شد، اما در استفاده از اين ميل­گردها، مساله كاهش وزن اهميت ناچيزي نسبت به دو مورد بيان­شده دارد. دليل بالا بودن ضريب ميرايي كامپوزيت­ها، خواص غيركشسان آنهاست كه انرژي جذب شده را ميرا مي­كنند. در حالي كه مواد فلزي حالت كشسان داشته و انرژي جذب شده را ميرا نمي­نمايند. بنابراين مواد كامپوزيتي در برابر ارتعاشات زلزله عملكرد بهتري خواهند داشت و بهترين گزينه جهت مقاومت سازه در برابر لرزه­ها خواهند بود.

 

بكارگيري ميل­گردهاي FRP به جاي فلزي، به­طور قابل ملاحظه­اي از زيان­هاي ناشي از بروز خوردگي جلوگيري مي­كند. ظهور تخريب ناشي از پديدة خوردگي در بتن مسلح­شده با ميل­گرد فلزي بدين گونه است كه نخست ميله­­هاي فلزي داخل بتن دچار زنگ­زدگي شده و اكسيد مي­شوند. سپس اين اكسيد­ها به سمت سطح بيروني بتن شروع به مهاجرت كرده و با انتشار در داخل بتن باعث از بين رفتن آن مي­شوند. بدين ترتيب با خورده­شدن دو جزء فلزي و بتني سازه، زمينة تخريب كامل سازة بتني فراهم مي­گردد. روش­هاي سنتي گذشته مانند چسباندن صفحات فلزي بر روي سازه يا اضافه كردن ضخامت بتن جهت مقابله با پديدة خوردگي ضمن آنكه مشكل خوردگي فلز را مرتفع نخواهد نمود، سبب افزايش وزن سازه و آسيب­پذيرترشدن آن در برابر زلزله نيز خواهد شد. جهت جلوگيري از اين امر مي­توان با تقويت سطح خارجي سازة بتني توسط مواد مركب و استفاده از ميل­گردهاي FRP در داخل بتن، هم مشكل خوردگي فلز داخل سازه را حل نمود و هم جلوي مختل شدن كارايي سازه در صورت خورده شدن بتن را گرفت كه اين بهترين روش مقابله با پديدة خوردگي در يك سازة بتني مي­باشد.

[EN-EZEL 13039]

برای مشاهده این محتوا لطفاً ثبت نام کنید یا وارد شوید.

• ورود
• یا
• ثبت نام

 

كشور ما نياز بسيار گسترده­اي به استفاده از كامپوزيت­ها در قالب آرماتورهاي كامپوزيتي دارد. هم­اكنون بسياري از سازه­هاي بنا شده در محيط­هاي خورندة مناطق مختلف كشور همچون پل­هاي درياچة اروميه و يا ساختمان­هاي جنوب كشور دچار معضل خوردگي هستند كه استفاده از كامپوزيت­ها مي­تواند پاسخگوي مشكل اين قبيل سازه­ها باشد.

 

سوال: تكنولوژي توليد آرماتورهاي كامپوزيتي چيست و لزوم توجه به آن را چگونه ارزيابي مي­كنيد؟ دكتر شكريه: ميل­گردهاي FRP به روش پالتروژن ساخته مي­شوند. در اين روش دسته­اي از الياف پس از آغشته­شدن با رزين پس از عبور از يك قالب در كنار هم قرار گرفته و يك پروفيل داراي مقطع ثابت را به­وجود مي­آورند. از عمده­ترين مزاياي روش پالتروژن چندمنظوره بودن آن و كاربردهاي گوناگون آن در صنايع مختلف است. به عبارتي صرفاً با تغيير قالب دستگاه مي­توان علاوه بر محصولاتي كه در صنعت ساختمان كاربرد دارد، همانند انواع آرماتورها، محصولات گوناگون ديگري در حوزه­هاي مختلف از جمله تسمه­هاي ماشين نساجي، ريل­ها، محافظ اتوبان­ها، چارچوب پنجره­ها و درها، تيرهاي با مقطع I شكل، نبشي­ها و غيره توليد نمود. عمر محصولات پالتروژني بسيار بالاست و سرعت توليد يك محصول پالتروژني نيز نسبتاً زياد است. از نظر قيمت نيز با وجود اينكه يك تير پالتروژني قيمت ظاهري بيشتري نسبت به نمونة مشابه آهني دارد ليكن مقاومت خوب آن در مصارف خاص ضدخوردگي و زلزله و عمر بالاي آن مي­تواند توجيه­گر قيمت اولية بالاي آن باشد. در مصارف عمومي مانند ساخت سازه­ها اگر نياز به مقاومت در برابر خوردگي و زلزله وجود داشته باشد، استفاده از تيرهاي پالتروژني مي­تواند توجيه اقتصادي نيز داشته باشد.

 

متأسفانه در كشور ما به دليل عدم شناخت اين تكنولوژي، تقريباً هيچ­گونه حركت قابل توجهي به سمت بهره­گيري و انتقال آن صورت نپذيرفته است. در گوشه­وكنار تلاش­هايي از سوي بعضي از كارخانجات و صنايع علاقه­مند جهت ساخت دستگاه پالتروژن در كشور انجام گرفته است، اما هنوز تا رسيدن به يك محصول قابل قبول از نظر خواص مناسب و ساختار مكانيكي همگن فاصلة زيادي وجود دارد. اين دستگاه ساختار بسيار پيچيده­اي ندارد و مي­توان در صورت نياز از طريق ارتباط با كشورهاي خارجي اقدام به انتقال تكنولوژي آن به كشور نمود. نوع غربي آن حدود 350 تا 400 هزار دلار قيمت دارد و نوع روسي و چيني آن با قيمت ارزان­تر، تقريباً با نصف اين هزينه قابل تهيه مي­باشند. عدم توجه به اين تكنولوژي مي­تواند موجب عقب­افتادگي صنايع كشور در بهره­گيري از عرصة گستردة كامپوزيت­ها گردد.