پديد آورنده :
شريفي دولت‌آبادي، جواد
عنوان :
مطالعه و بررسي خواص مكانيكي فوم‌هاي آگزتيگ با روش فشرده‌سازي در حال فرآيند
مقطع تحصيلي :
كارشناسي ارشد
گرايش تحصيلي :
ساخت و توليد
محل تحصيل :
اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان
صفحه شمار :
نه، 57ص. : مصور، جدول، نمودار
توصيفگر ها :
فوم آگزتيك , فرامواد , فوم پلي يورتان , جاذب انرژي , تست كرنش درجا , بارگذاري فشاري , آزمون فرورفتگي
تاريخ ورود اطلاعات :
1402/01/21
رشته تحصيلي :
مهندسي مكانيك
تاريخ ويرايش اطلاعات :
1402/01/22
چكيده فارسي :
چكيده
بشر همواره در پي استفاده بهينه از مواد پيرامون خود بوده و در اين زمينه با الهام گرفتن از طبيعت موفق به ابداع ساختارهاي مختلف شده است. يكي از اين موارد، سازه‌هاي مشبك هستند كه به دليل وزن پايين و استحكام فشاري و سفتي بالا، به صورت گسترده‌اي در كاربرد‌هاي مختلف از جمله جاذب‌هاي انرژي مورد استفاده قرار مي‌گيرند. نوع جديدي از ساختارهاي مشبك، ساختارهاي آگزتيك هستند كه به دليل ساختار هندسي خود، ضريب پوآسون منفي دارند و همين مشخصه، باعث شده تا سازه‌هاي آگزتيك ويژگي‌هاي منحصربه فردي همچون مقاومت برشي، مقاومت در برابر فرورفتگي و جذب انرژي بالا داشته باشند. در ده‌هاي اخيرفوم‌هاي آگزتيك از جنس پلي‌يورتان به روش مكانيكي – حرارتي و يا مكانيكي-شيميايي به عنوان فرآيند‌هاي تكميلي بر روي فوم‌هاي عادي توليدشده‌اند. در اين روش‌هاي توليد به زمان توليد بالا، صرف هزينه بالا و يا مصرف انرژي حرارتي نياز مي¬باشد. در اين تحقيق روش جديدي براي ساخت فوم‌هاي آگزتيك در دماي محيط پيشنهاد شده است. در اين روش از ابتدا فوم به صورت آگزتيك ساخته شده و نيازي به فرآيند تكميلي ديگري نيست. براي بررسي كارايي روش ارائه شده، سه دسته فوم آگزتيك با ضرايب پواسون متفاوت و يك دسته فوم معمولي مورد بررسي قرار گرفته¬اند. در ابتدا با انجام آزمون فشاري نشان داده شد كه روش پيشنهاد شده توانايي توليد فوم آگزتيك را دارد. با انجام بارگذاري فشاري وآزمون فرورفتگي، خواص مكانيكي و فيزيكي نمونه فوم-ها با هم مقايسه شد، مشاهده گرديد فوم آگزتيك به نسبت فوم معمولي عملكرد به مراتب بهتري در جذب انرژي از خود نشان مي‌دهد. همچنين در مقايسه فوم‌هاي آگزتيك با ضرايب پواسون متفاوت مشاهده گرديد كه فوم با ضرايب پواسون منفي بيشتر، داراي خواص مكانيكي بهتري نسبت به بقيه نمونه‌ها است. همچنين با تصويربرداري از ميكروساختار فوم آگزتيك و فوم معمولي و تست كرنش درجا، ساختار ومكانيزم تغيير شكل سلول¬هاي فوم مورد بررسي قرار گرفتند، و مشاهده شدكه ساختار فوم ساخته شده با تقريب زيادي مشابه ساختارهاي تعريف شده است.
واژه‌هاي كليدي: فوم آگزتيك، فرامواد، فوم پلي يورتان، جاذب انرژي، تست كرنش درجا، بارگذاري فشاري، آزمون فرورفتگي
ر
چكيده انگليسي :
Abstract
Auxetic foams as a subcategory of metamaterials showed attractive mechanical behavior. On the other hand, foams can be manufactured by mass production methods which means that these materials can be easily used in various applications. In this thesis, a new efficient method is presented to manufacture auxetic foams. In this method during the manufacturing process of the foam - when cells are formed in the die, but still the material is soft - the foam is compressed. Despite previous methods that manufacture auxetic foams in two steps using heat or chemical solvent, this method needs one step of manufacturing without heating or using solvent. Therefore, it is more efficient in view of time, energy consumption, flexibility, required facilities, and required materials. After production of the auxetic foam, various mechanical properties like energy absorption, mean force, and maximum force in compression test, and stiffness, absorbed energy and hysteresis energy in indentation test are evaluated. Auxetic foams show superior behavior comparing with the conventional foam with the same density. Finally, foam microstructures and deformation mechanisms are investigated by in-situ compression tests and macro behaviors of the material are explained based on these observations.
Keywords
Auxetic foam, Metamaterials, Manufacturing method, Enhanced energy absorption, In-situ compression test.
ر
استاد راهنما :
مهدي كاروان , عبدالرضا كبيري عطاآبادي
استاد مشاور :
مهدي كاروان
استاد داور :
مهدي كاروان , عليرضا فدائي تهراني
