دانلود مقاله فرایند ساخت کامپوزیتها

اختصاصی از یارا فایل دانلود مقاله فرایند ساخت کامپوزیتها دانلود با لینک مستقیم و پرسرعت .

به طور کلی کامپوزیتها از نظر نحوه ساخت به دو دسته کلی زیر تقسیم می‌شوند.

1- قالبگیری باز (قالبگیری تماسی)

در قالبگیری باز ماده کامپوزیتی لایه ها و ژل کت در هنگام ساخت در معرض اتمسفر محیط می باشند و شامل حالتهای زیر است.

الف) لایه گذاری دستی: کاربرد دستی رزین – کاربرد مکانیکی رزین

ب) فرایند لایه گذاری با الیاف سوزنی: روش پاشش با اسپری به صورت اتمیزه- به کارگیری غیر اتمیزه

ج) روش فیلامن و ایندینگ

2- قالبگیری بسته

در این نوع قالبگیری کامپوزیت در یک قالب دو تکه یا درون کیسه خلاء ساخته می شود که شامل حالتهای زیر می باشد.

1- قالبگیری باز (قالبگیری تماسی)
2- قالبگیری بسته
الف) قالبگیری فشاری:
قالبگیری فشاری:
رزینها:
پایه ارتوفتالیک
پایه ایزوفتالیک
پایه دیسایکلو پنتادین (DCPD)
پایه کلورندیکس و بیس فول
مونومر:
شروع کننده ها:
پیش برنده ها:
بازدارنده ها
الیاف فایبرگلاس
1- الیاف شیشه نوع (Eglass) E
2- الیاف شیشه نوع (Sglass) S
3- الیاف شیشه نوع (Aglass) A
4- الیاف شیشه نوع (Gglass) G
الیاف پلیمری:
الیاف کربنی:
الف) مرحله پیش پردازش:
پیش پردازشگر PREP7
پردازشگر Solution
پردازشگر POST1
1- تعریف نوع المان
2- تعیین مقادیر ثابت مربوط به المان
3- تعیین خواص مواد
4- مدل سازی
1- طراحی مدل از پایین به بالا
2- طراحی از بالا به پایین (روش هندسی)
5- مش بندی
1- اعمال شرایط مرزی
2- اعمال قیود
3- حل مساله
4- مشاهده نتایج حاصله

شامل 25 صفحه فایل word

فرایند ساخت کامپوزیتها

اختصاصی از یارا فایل فرایند ساخت کامپوزیتها دانلود با لینک مستقیم و پرسرعت .

فایل بصورت ورد (قابل ویرایش) و در 26 صفحه می باشد.

به طور کلی کامپوزیتها از نظر نحوه ساخت به دو دسته کلی زیر تقسیم می‌شوند.

1- قالبگیری باز (قالبگیری تماسی)

در قالبگیری باز ماده کامپوزیتی لایه ها و ژل کت در هنگام ساخت در معرض اتمسفر محیط می باشند و شامل حالتهای زیر است.

الف) لایه گذاری دستی: کاربرد دستی رزین – کاربرد مکانیکی رزین

ب) فرایند لایه گذاری با الیاف سوزنی: روش پاشش با اسپری به صورت اتمیزه- به کارگیری غیر اتمیزه

ج) روش فیلامن و ایندینگ

2- قالبگیری بسته

در این نوع قالبگیری کامپوزیت در یک قالب دو تکه یا درون کیسه خلاء ساخته می شود که شامل حالتهای زیر می باشد.

الف) قالبگیری فشاری:

ترکیب قالب گیری صفحه یا (SMC)Sheet Molding Compound

ترکیب قالبگیری حجیم (BMC)Bulk Molding Compound

ترکیب قالبگیری ضخیم (TMC)Thick Molding Compound

ب) قالبگیری کششی Pultrusion Processing

پ) قالبگیری تزریقی عکس العملی تقویت کننده Reinforced Reaction Injection Molding

ت) قالبگیری انتقال رزین Resin Transfer Molding

ث) قالبگیری تحت کیسه خلاء: لایه گذاری خیس- پری پرگ PrePerg

ج) فرایند تزریق در خلا

چ) ریخته گری گریز از مرکز

ح) لایه گذاری پیوسته

قالبگیری باز

در این فرایند تقویت کننده ها به صورت پارچه های سوزنی، بافته شده یا به هم کوک زده شده بوسیله دست در محل خود قرار داده می شوند و سپس با رزین آغشته می گردند که رزین می تواند بوسیله دست و یا قلم و یا بوسیله دیگر وسایل مکانیکی با الیاف آغشته شود.

روش لایه گذاری دستی

از این روش در ساخت محصولاتی از قبیل قایقها، مخازن، پوشش حمامها، بوشها، قطعات کامیونها و اتومبیلها سازه های معماری و… استفاده می شود.

در این روش ابتدا برای بدست آوردن سطحی با کیفیت بالا روی قالب ژل کت زده می شود و پس از اینکه به مقدار کافی ژل کت زده شد الیاف تقویت کننده فایبرگلاس را به صورت دستی روی قالب قرار می دهند و سپس رزین بوسیله پاشش، ریختن، قلمرو زدن غلتک زدن و یا به کمک لیسه و یا پاشش بوسیله اسپری زده می شود.

روش فیلامنت وایندینگ

در این روش الیاف به دور یک مدل دوار به عنوان قالب پیچیده می شوند که از این روش بیشتر برای ساخت قطعاتی توخالی که استحکامهای کششی بالایی را می‌طلبند نظیر مخازن نگهداری سوخت، مواد شیمیایی، لوله ها، دودکشها، مخازن تحت فشار و پوسته موتور راکت بکار می رود.

نحوه کار بدین صورت است که الیاف به صورت پیوسته از درون یک حمام رزین، تغذیه شده و بدور مدل دوار پیچیده می شوند که تغذیه الیاف بوسیله یک غلتک که به صورت عرضی در طول مدل حرکت می کند انجام می پذیرد.

دانلود تحقیق جامع پیرامون کامپوزیتها

اختصاصی از یارا فایل دانلود تحقیق جامع پیرامون کامپوزیتها دانلود با لینک مستقیم و پرسرعت .

فرمت فایل : word(قابل ویرایش)

تعداد صفحات:190

فــهرست مطالب:
مقدمه    1
الف) مقدمه ای درمورد مواد نوین مهندسی    1
ب) تعریف کامپوزیت ها و انواع مختلف آنها    1
ج) تاریخچه کامپوزیت ها    1
الف) مقدمه ای در مورد مواد نوین مهندسی    2
ب) تعریف کامپوزیتها و انواع مختلف آنها:    3
کامپوزیتها چه هستند؟    3
انواع کامپوزیتها:    6
(b طبقه بندی کامپوزیتها بر اساس مواد تقویت کننده:    7
C) طبقه بندی کامپوزیتها بر اساس کاربردآنها    7
کامپوزیتهای مصرفی:    7
کامپوزیت های صنعتی:    8
کامپوزیتهای پیشرفته:    8
مزایای استفاده از کامپوزیتها نسبت به سایر مواد مهندسی    9
معایب کامپوزیتها:    23
ج) تاریخچه کامپوزیت ها    25
فصل اول:    28
تئوری کامل کامپوزیت ها    28
1-1) تقویت کننده ها:    28
1-1-1) تقویت کننده های لیفی پرکاربرد:    31
1،1،1،1) الیاف شیشه    32
ساختار    33
انواع الیاف شیشه:    35
خواص الیاف شیشه:    38
پارامترهای موثر بر استحکام کششی الیاف:    39
عملیات سطحی    40
1،1،1،2) الیاف کربن- گرافیت    41
فرایند ساخت الیاف کربن:    42
عملیات سطحی الیاف کربن:    45
پوششهای سطحی(آهار) الیاف کربن:    46
خواص الیاف کربن:    47
مزایا و معایب:‌‌    50
کاربرد الیاف کربن:    50
1،1،1،3) الیاف آرامیدی:    53
ساختار    53
انواع الیاف آرمیده:    54
خواص الیاف آرامیده:    55
2-1-1) تقویت کننده های فلزی:    56
پودرهای کامپوزیتی فلزی:    58
تهیه پودر کامپوزیت در ایران:    58
3-1-1) تقویت کننده های سرامیکی:    58
الیاف آلومینا:    59
5-1-1) انواع بافتها:    60
اشکال گوناگون الیاف:    60
بافت ها:    63
بافتهای تابیده (الیاف بافته شده)    63
بافتهای تابیده نشده    66
اثر شکل تقویت کننده بر کارایی مکانیکی کامپوزیتها:    68
6-1-1) اطلاعات مکمل:    69
مقایسه تقویت کننده ها    71
2-1) مواد زمینه (ماتریکس)    73
1-2-1) رزین های پلیمری:    74
تعریف پلیمرها:    74
انواع پلیمرها:    75
پلیمریزاسیون:    75
تعریف پلاستیک:    75
پلاستیک های ترموست(گرماسخت):    77
پلاستیک های ترموپلاستیک(گرمانرم):    77
1،2،1،1) رزینهای ترموست:    78
1،2،1،1،1) پلی استرها:    78
ساختار شیمیایی پلی استر:    79
نگهداری پلی استرها:    80
انواع تجاری رین های پلی استر:    81
خصوصیات، مزایا،معایب:    86
1،2،1،1،2) اپوکسی:    88
ساختار رزین های اپوکسی:    89
پخت رزین های اپوکسی:    91
از لحاظ فرایندهای ساخت و قالبگیری:    96
خصوصیات، مزایا و معایب:    97
1،2،1،1،3) فنولیکها:    100
معرفی:    101
خصوصیات، مزایا و معایب:    102
2-1-2-1) رزینهای ترموپلاستیک:    103
1-2-1-2-1) نایلون ها    103
2-2-1-2-1) پروپلین(PP)    105
3-2-1-2-1) پلی اتراتر کتون(PEEK)    105
4-2-1-2-1) سولفید پروپلین(PPS)    106
 2-2-1) رزینهای سرامیکی:    107
ساختارهای زمینه کربنی:    109
ترمزهای کامپوزیتی کربن-کربن    111
3-2-1)رزینهای  فلزی:    112
5-2-1) پری پرگ ها(پیش اغشته ها):    113
پری پرگ های ترموست:    116
پری پرگ های ترموپلاستیک    117
3-1) مواد افزودنی به رزین :    118
1-3-1) افزودنی ها:    119
4-1) انتخاب رزین:    120
فــصل دوم    122
روابط حاکم بر کامپوزیتها    122
عدم ایجاد محصولات جانبی:    124
تکمیل عملیات گیرش:    125
تکمیل فرایند تولید با امکانات موجود    125
دمای گذار شیشهای      125
تاثیرات رطوبیتی    125
چقر مگی ضربه    126
اثرات بلند مدت    126
عمر نگهداری    126
1-2) مــقدمـات    127
تنش و کرنش    128
روابط بین تنش و کرنش    130
(i آزمایش طولی تک محوری    131
(ii آزمایش عرضی تک محوری    132
(iii آزمایش برش طولی    132
Superposition    133
2-2) روابط ماکرومکانیکی یک لایه (Lamina)    136
1-2-2) محاسبه ماتریس   برای حالت off-Axis:    136
2-2-2) محاسبه ماتریس   برای حالت off-Axis:    138
3-2-2) محاسبه ماتریسهای انتقال از قانون انتقال تنشها و کرنشها:    139
4-2-2) مقاومت یک لایه ارتوتروپ و تئوریهای گسیختگی    143
1-4-2-2) پرامترهای مقاومت:    143
2-4-2-2) مقاومت گسیختگی    144
1-2-4-2-2) تئوری تنش ماکزیمم    144
2-2-4-2-2) تئوری کرنش ماکزیمم    145
3-2-4-2-2) تئوری «تسای- هیل» (Tsai- Hill)    146
4-2-4-2-2) تئوری «تسای- وو» (Tsai- Wu)    147
5-2-4-2-2) «تئوری پوک» (puck modified)    148
3-2) رفتار ماکرومکانیکی چند لایهایها (Laminate)    148
2-3-1) تئوری کلاستیک چند لایهها    149
1-1-3-2) رفتار تنش- کرنش تک لایه    149
2-1-3-2) تغییرات تنش- کرنش در صفحات چند لایه    149
2-3-1-3) بر آیند ممانها و نیروهای صفحات چند لایه    152
2-3-2) مقاومت صفحات مرکب چند لایه    155
1-2-3-2) روش آنالیز صفحات بر اساس مقاومت لایهها    156
2-2-3-2) معیار مقاومت لایهها    158
3-2-3-2) تاثیر عوامل محیطی روی مقاومت لایهها    160
4-2-3-2) آنالیز تنش با در نظر گرفتن حرارت    164
5-2-3-2) آنالیز تنش با در نظر گرفتن رطوبت    166
4-2) بررسی میکرومکانیکی یک لایه    168
1-4-2) مقدمه    168
2-4-2) بررسی مقاومت مصالحی در مورد شقی    170
3-4-2) تعیین مدول ارتجاعی در جهت 1      171
4-4-3) تعیین مدول ارتجاعی در جهت 2      172
5-4-2) تعیین ضریب پواسون      175
6-4-2) تعیین مدول برشی      176
7-4-2) تصحیح مقادیر   و      177
5-2) روشهای آزمایش مواد مرکب    178
1-5-2) آزمایش کشش تک محوری    179
2-5-2) آزمایش فشار تک محوری    180
3-5-2) آزمایش برش    181
4-5-2) آزمایش خمشی    182
5-5-2) محاسبه مقاومت برشی بین لایهای    183
6-5-2) آزمایش طاقت و شکست مواد مرکب    184
7-5-2) آزمایشهای ضربه    186

مقدمه
الف) مقدمه ای درمورد مواد نوین مهندسی
ب) تعریف کامپوزیت ها و انواع مختلف آنها
ج) تاریخچه کامپوزیت ها
 

الف) مقدمه ای در مورد مواد نوین مهندسی
 همواره هنگام رویارویی با طراحی یک ساختار جدید و یا طراحی مجدد یک ساختار قدیمی به منظور دستیابی به نیازها یا شرایط جدید کاری، مواد بسیاری را می توان برگزید. فلزات، موادی کاملاً جا افتاده هستند، اگرچه فلزات برای بسیاری از طرحهای اولیه وکاربردهای ساختاری، موادی خوب و بنیادی هستند، ولی غالباً آنها وآلیاژهایشان ایرادهایی دارند که آنها را برای بسیاری از کاربردها غیر قابل قبول می سازد.
صنعت هوا-فضا به شدت بر آلیاژهای آلومینیوم وتیتانیوم متکی است زیرا این آلیاژها از فولاد سبکترند و کاربا آنها نسبتاً ساده است. اما آلومینوم وتیتانیوم ممکن است تمام نیازهایی را که چنین صنعتی از آنها انتظار دارد، برآورده ننمایند، مثلاً آنها غالباً در برابر آب شور و محیطهای نا مساعد، مقاومت خوردگی ضعیفی از خود نشان می دهند. آنها در مقایسه با بسپارها (پلیمرها) اسفنجها و چند سازه¬ها ، سنگینتر از حد لزوم هستندو حد پایین خستگی آنها د رمحدوده کاربردشان اغلب باعث شکست ناگهانی میشود. استحکام کششی  و سفتی  آنها در مقایسه با فولاد، متوسط ولی سبکی آنها در این کاربردها مورد توجه است. هنوز با وجود این متغییرها، نباید فلزات را خیلی سریع کنار گذاشت چون هر طراحی یا ساختاری نیازهای منحصر به خود را دارد، این نیازها بایستی به دقت درنظر گرفته شوند و بهترین ماده از نظر هزینه. نیازهای سخت، در دسترس بودن، جوانب طراحی و کارایی انتخاب شود. اغلب به منظور دستیابی به کارایی بهینه، با وجود همه محدودیتها، ساختار از فلز و غیر فلز، به طور مشترک تهیه می شود در جهان امروز مواد پیشرفته جدید را به پنج گروه تقسیم می کنند که عبارتند از:
الیاژها ، سرامیک ، پلاستیکها،کامپوزیتها (مواد مرکب) و الیاف نوری. تمامی پیشرفت ها وتلاشهایی که در این زمینه و در جهت جستجو و یافتن کاربردهایی نوین و جدید انجام گرفته، با نگرش به این مواد صورت میپذیرد.
اصطلاح ماده کامپوزیت، به معنی ماده تشکیل شده از دو یا چند فاز یا قسمت مختلف است که معادل فارسی این واژه «ماده مرکب» است.

ب) تعریف کامپوزیتها و انواع مختلف آنها:
کامپوزیتها چه هستند؟
در بالا گفتیم که مواد کامپوزیت ترکیبی از اجزاء مختلف هستند اما اگر بخواهیم تعریف کاملتری دهیم باید بگوییم:
 ترکیب دو یا چند ماده غیر یکسان که ماده حاصله از تک تک مواد قوی تر وکاراتر باشد. کامپوزیتها می توانند هم به صورت طبیعی و هم به صورت مصنوعی (ساخت بشر) باشند. چوب مثال خوبی از یک کامپوزیت طبیعی است.چوب ترکیبی از الیاف سلولزی (cellulose) و لیگنین می باشد. الیاف سلولزی استحکام را ایجاد می کنند و لیگنین چسبی است که الیاف را به هم می چسباند و پایدار می کند. چوبهای بلند ماهیگیری کامپوزیتی و بدنه چوبهای گلف، از روی بامبو (نی یا خیزران) که یک سازه کامپوزیتی چوبی بسیار کارآمد و در عین حال سبک (به خاطر تو خالی بودن) است ساخته شده اند.
بتن و فولاد هم نمونه ای از کامپوزیتهای ساخت بشر است. این ماده یک ماده کامپوزیتی کلاسیک است که در آن بین صلبیت بالا  و استحکام فشاری  خوب و فولاد با استحکام کششی بالا ترکیبی را ایجاد کرده اند که هم از نظر کشش و هم از نظر فشار قوی می باشد.
تعریف مذکور ازکامپوزیتها گرچه دقیق است ولی خیلی عمومی است. لذا در زیر تعاریفی تخصصی تر و کاربردی تر از کامپوزیتها آورده شده است.
1) کامپوزیت ماده ایست که دارای چهار ویژگی ذیل باشد:
•    جامد باشد
•    مصنوعی باشد (دراین تعریف کامپوزیتهای طبیعی حذف شده می¬باشد)
•    متشکل از دو یا چند فاز (جزء) که از نظر شیمیایی یا فیزیکی کاملاً متفاوتند و به صورت منظم و یا پراکنده کنارهم قرار گرفته اند و لایه مشترکی بین آنها وجود دارد.
2) کامپوزیت ماده ایست که از ترکیب یک تقویت کننده ویک زمینه  (ماتریکس). تشکیل شده است که هر کدام از آنها می توانن از دسته های دیگر مواد یعنی فلزات، سرامیک ها و پلیمرها ساخته شده باشند یعنی از لحاظ جنس و مواد سازنده 9 نوع کامپوزیت داریم.
3) در یک تعریف خاص و پرکاربرد،پلاستیکهای تقویت شده با الیاف (FRP)  را معادل کامپوزیتها می گیرند، FRP ها شاخه ای از مواد چند سازه(کامپوزیت ها) هستند که در آنها ماتریکس یک پلیمر یا پلاستیک است و تقویت کننده همیشه به شکل الیاف  است.
4) اصطلاح چند سازه های پیشرفته،به کامپوزیتهایی با خواص برتر اطلاق می شود. اگر چه این اصطلاح دقیق نیست ولی معمولاً به چند سازه هایی اطلاق می شود که در آنها حجم الیاف بیش از 50 درصد و مدول کششی تقویت کننده آنها بیشتر از 200/000 MPa باشد.
ماده پروتئینی با مسلح کردن پلاستیک ها توسط الیاف تشکیل می شوند. برای درک بهتر رفتار کامپوزیت ها در دسترس باشد، مهمترین وظایف الیاف وزمینه کامپوزیتها به شرح زیر است:
وظایف مهم و اصلی الیاف درکامپوزیت ها عبارتند از:
•    تحمل بارونیرو؛ دریک کامپوزیت ساختمانی(مهندسی)70% تا 90% نیرو متوسط الیاف تحمل می شود.
•    سختی، استحکام، پایداری گرمایی وبقیه خواص ساختاری در کامپوزیت ها به الیاف آن بستگی دارد.
•    هدایت الکترونیکی یا عایق بودن کامپوزیت، به نوع الیاف مورد استفاده در آن بستگی دارد.
زمینه (ماده زمینه) وظایف زیر را در ساختار کامپوزیت انجام می دهد. بسیاری ازاین وظایف باری عملکرد مطلوب یک ماده کامپوزیت ضروری است. الیاف موجود در زمینه و یا خود الیاف به تنهایی بدون حضور ماده زمینه و یا یک چسب بندرت استفاده می شود. وظایف مهم زمینه کامپوزیت شامل موارد زیر است:
•    زمینه؛ الیاف را به هم پیوند می دهد و بار وارده به کامپوزیت را به الیاف منتقل می کند. زمینه، به ساختار ماده کامپوزیتی سختی، یکپارچگی و شکل می بخشد.
•    زمینه؛ الیاف را ایزوله میکند بطوریکه تک تک الیاف می توانند به طور جداگانه نقش خود را ایفا کنند. این عمل تجمع آنها را کاهش داده و یا آن را متوقف می کند.
•    زمینه؛ سطحی با کیفیت پرداخت خوب بوجود آورده و کمک می کند که محصول دارای شکل نهایی یا نزدیک به آن باشد.
•    زمینه از الیاف در مقابل هجوم شیمیایی و آسیب های مکانیکی (سایش) محافظت می کند.
•    خواص شکل دهی از قبیل: انعطاف پذیری، استحکام فشاری و ... به نوع ماده زمینه بستگی دارد. زمینه انعطاف پذیر باعث افزایش چقرمگی ساختار می شود و در جائی که به چقرمگی بیشتری نیاز باشد از کامپوزیت ها با زمینه ترموپلاستیک استفاده می شود.
•    نحوه شکست ماده کامپوزیت، نه تنها به شدت به نوع ماده زمینه بستگی دارد، بلکه به میزان سازگاری آن با الیاف نیز وابسته است.