شماره راهنما :
1888 دكتري
پديد آورنده :
ذهبي، سعيدرضا
عنوان :
بررسي خواص و تأثير متغيرهاي منسوج در منسوجات هيبريدي خودروان‌كار
گرايش تحصيلي :
تكنولوژي نساجي
محل تحصيل :
اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان
صفحه شمار :
هجده، 181ص.: مصور، جدول، نمودار
استاد راهنما :
محمد شيخ زاده
استاد مشاور :
صالح اكبرزاده، رمضانعلي ابوزاده
توصيفگر ها :
منسوج بريد هيبريدي , منسوج خودروان كار , نخ تفلون , خواص تريبولوژي
استاد داور :
مجيد صفرجوهري، رضا جعفري ندوشن، مهدي حجازي
تاريخ ورود اطلاعات :
1401/01/15
رشته تحصيلي :
مهندسي نساجي
تاريخ ويرايش اطلاعات :
1401/01/16
چكيده فارسي :
امروزه استفاده از روان‌كارهاي خشك و يا جامد در صنعت رو به افزايش است. پلي تترافلوئورواتيلن (تفلون) داراي كمترين ضريب اصطكاك و درنتيجه بالاترين قابليت براي روان‌كاري را دارا است. اما مقاومت سايشي پايين اين ماده، مي‌تواند كاربرد آن را محدود سازد. براي حل اين مسئله، تفلون معمولاً به‌صورت ماده مركب با ساير مواد به كار مي‌رود تا از اين طريق خواص مكانيكي و سايشي آن بهبود يابد. به نظر مي‌رسد ايده استفاده از روش بريدينگ براي تجميع خواص تريبولوژي و مكانيكي ياتاقان‌ها اين تحقيق را به دو هدف رهنمون نمايد. يكي از اهداف، نحوه هيبريد نمودن نخ‌هاي تشكيل‌دهنده براي تهيه ماده مركب و ديگري شكل استوانه بدون درز حاصل از روش بريدينگ براي يكنواختي سطح داخلي ياتاقان مي‌باشد. در اين پژوهش به مطالعه و ساخت منسوج داراي ويژگي‌هاي تريبولوژيكي مطلوب پرداخته شد. جهت ساخت اين منسوج نخست نخ هيبريدي متشكل از دو جزء مقاوم كننده و جزء روان‌كار (نخ تفلون) توسط دستگاه بريد دوبعدي توليد گرديد. سپس اين نخ‌ها به‌طور جداگانه توسط ماشين‌هاي بريد دوبعدي و سه‌بعدي با يكديگر درگير شده و سازه‌هاي بريد دوبعدي و سه‌بعدي از نخ هيبريدي به دست آمد. با ساخت كامپوزيت اين منسوج خواص تريبولوژيكي و خواص مكانيكي موردبررسي قرار گرفت. ميزان اصطكاك براي كليه كامپوزيت‌ها قابل‌قبول و در حد انتظار بود كه خود يكي از مزاياي حضور تفلون به‌عنوان فيلم روان‌كار است. در مقايسه نوع مقاوم‌كننده رفتار اصطكاكي و سايشي كامپوزيت‌هاي كربن، اصلاً مطلوب نبوده و كامپوزيت‌هاي كولار رفتار بهتري از خود نشان دادند. فيلم روان‌كار در دو نمونه شيشه و كولار به‌خوبي تشكيل‌شده و نقش‌آفريني مي‌كند. نتيجه قابل‌تأمل ديگر اينكه سازه بريد دوبعدي داراي نرخ سايش به‌مراتب بهتري نسبت به سازه سه‌بعدي بود. به‌منظور بررسي اثر چسبندگي رزين اپوكسي و تفلون آزمون ميكروباند صورت پذيرفت. تحليل‌هاي مربوطه به كمك تصويرهاي ريزساختار و همچنين نتايج آزمون ميكروباند حاكي از ضعيف بودن چسبندگي بين اين دو جز بود. البته اين چسبندگي ضعيف به جدا شدن ليف از رزين و سهولت در تشكيل فيلم روان‌كار كمك كرد. همچنين ازآنجايي‌كه بعضي از خواص مكانيكي اين‌گونه كامپوزيت‌ها مهم و تعيين‌كننده هستند آزمون خواص فشاري (تورفتگي) به دو روش و آزمون پانچ برشي به‌كاربرده شد و رفتار مكانيكي كامپوزيت مورد ارزيابي قرار گرفت. همچنين آزمون ضربه كه كمك شاياني به درك پديده چسبندگي ليف و ماده زمينه و رفتار كل مجموعه كامپوزيت مي‌كند نيز انجام شد. منحني‌هاي به‌دست‌آمده از آزمون تورفتگي تا شكست، حاكي از رفتار متفاوت ساختار بريد دوبعدي و سه‌بعدي بود. از آزمون تورفتگي به‌صورت سيكلي (بارگذاري-باربرداري) نيز پارامترهايي همچون مدول و سختي استخراج شدند. در رابطه با آزمون پانچ برشي، نمونه‌هاي ساختار بريد دوبعدي استحكام برشي بالاتري داشتند. بديهي است نمي‌توان خواص ساختاري مطلوب توأم با خواص ضربه بالا داشت و نتايج آزمون ضربه اين موضوع را تائيد مي‌كند. نمونه‌هاي داراي استحكام برشي پايين از خواص ضربه بسيار خوبي برخوردار بودند. اين مشاهدات در تصاوير SEM نيز مشهود بود. درنهايت پس از انجام مراحل عملي پژوهش، مدل‌سازي فرآيند و برازش منحني به كمك روش مدل‌سازي معتبر رگرسيوني با كمك از رويه پاسخ سطح انجام شد. كليه مدل‌ها، معادلات و نمودارهاي نهايي به كمك آناليز آماري بررسي و كفايت آن‌ها تائيد شد. خروجي معادلات نهايي مدل با نتايج عملي مقايسه و تطبيق داده شد.
چكيده انگليسي :
Today, the use of solid lubricants in the industry is growing. Polytetrafluoroethylene (PTFE) is a material with a very low coefficient of friction and high lubricity. However, the poor mechanical properties and high wear rate of this material can limit its use. To solve this problem, PTFE is usually used as a composite with other materials to improve its mechanical and tribological properties. The idea of using the braid structure to combine the mechanical and frictional properties of bearings seems to lead us to two goals. One of the objectives is to hybridize the constituent threads to prepare the composite and the other is to form a seamless cylindrical shape from the braid for the uniformity of the inner surface of the bearing. In this study, textiles with desirable tribological characteristics such as low wear rate, good coefficient of friction, and self-lubricating properties under load were studied and fabricated. To make this structure, at first hybrid yarn consisting of reinforcing components such as glass fibers, carbon fibers, or Kevlar fibers and the lubricating component of PTFE yarn was produced by a two-dimensional (2D) braiding machine. By employing two-dimensional (2D) and three-dimensional (3D) braiding machines, 2D and 3D braid structures were obtained from hybrid yarns. The textiles were transformed to composite along with the epoxy resin by the resin transfer mold VARTM method. The tribological the mechanical properties of the composite specimens were investigated. The amount of friction for all composites was acceptable and as expected, which is one of the advantages of PTFE as a lubricating film. With increasing load, the volume of vibrations of the system decreased. The friction and abrasion behavior of carbon composites was not pleasing at all and Kevlar composites showed better behavior. The roughness inside the abrasion groove indicated that the carbon debris is harder and rougher and therefore makes the conditions unfavorable for abrasion. The lubricating film is well composed and patterned glass and Kevlar composites. Another notable result was that the 2D braid structure had a much better wear rate than the 3D structure. In order to investigate the effect of the interfacial shear strength (IFSS) between epoxy resin and PTFE yarn, a microband test was performed. Relevant analyzes and results of the microband test showed weak adhesion between the two components. However, this weak IFSS helped to deboned fiber from the resin and facilitate the formation of a lubricating film. Also, since some of the mechanical properties of such composites are important and decisive, mechanical tests including the indentation and shear punch test were applied. An impact test was also performed which helps to understand the phenomenon of fiber and matrix adhesion and the shear behavior of the whole composite. Parameters such as modulus and hardness were extracted from loading-unloading the indentation test. Composites with carbon exhibited a higher modulus compared to the type of reinforcement. two-dimensional section composites showed a higher modulus. The presence of a larger volume of resin in the 2D braid specimens results in greater stress transfer and consequently greater load-bearing. In relation to the shear punch test, the samples of the 2D structure had higher shear strength due to the lower presence of PTFE fibers and consequently the presence of weaker fiber and matrix bonds. Obviously, it is not possible to have the desired structural properties combined with high-impact properties, and the impact test results confirm this. Samples with low shear strength had excellent impact properties.
استاد راهنما :
محمد شيخ زاده
استاد مشاور :
صالح اكبرزاده، رمضانعلي ابوزاده
استاد داور :
مجيد صفرجوهري، رضا جعفري ندوشن، مهدي حجازي
