دانلود پروژه کامپوزیت الیاف طبیعی در تولید قطعات خودرو

کامپوزیت الیاف طبیعی در تولید قطعات خودرو

امروزه باتوجه به نیازبه کاهش مصرف سوخت خودروها ،کاهش وزن معیارمهمی درطراحی شکل وموادمصرفی درتولیدقطعات خودرواست.یکی ازبهترین راه کاهش وزن خودروها،استفاده از مواد و ورقهای کامپوزیتی به جای قطعات سنگین فلزی است.هم اکنون کامپوزیتها دردنیای خودرو اهمیت ویژهای پیدا کرده اندومصرف آنها درتولیدقطعات خودرو ،روبه افزایش است.خصوصاً درمورد قطعات تزئینی داخل اتاق سرنشین خودرو .مسأله بازیافت قطعات نیز مد نظربوده وجهت گیری به سمت استفاده ازکامپوزیتهای بارزین ترموپلاستیک والیاف طبیعی است دراین مقاله،کامپوزیتهای الیاف طبیعی و ویژگیها وانواع آنها بررسی شده اندونتایج عملی که از نمونه های تولیدشده با الیاف طبیعی وماتریکس ترموپلاستیک بدست آمده اند، نشان داده میشوند.

مقدمه

باورود به قرن بیست ویکم وبا افزایش جمعیت وبهبود سطح زندگی،تأمین مواداولیه یکی ازدغدغه های مهم بشری است به نحوی که علاوه برکاهش منابع اولیه موردنیازبه واسطه افزایش مصرف،عدم مصرف متوازن وصحیح ازمنابع ،باعث افزایش خسارت به محیط زیست گردیده است.لذایکی از گزینه هایی که موردتوجه خاصی قرارگرفته است،استفاده ازضایعات الیاف طبیعی است. ازطرفی قطعات داخلی تزئینی خودرو، ترکیبی ازرزینها(ترموپلاستیک یا ترموست)وفیلرهای ارزان قیمت است.درکل رزین به عنوان بستری برای حضور فیلرعمل کرده وبه کامپوزیت امکان شکل پذیری وفرم گیری می دهد.

زمانی که ازکامپوزیت های  ترموپلاستیک تقویت شده استفاده میشود،رزین دردرصدهای پایین فیلرنقش ماتریس رابازی کرده ودردرصدهای بالای فیلر،نقش رزین مانندچسبی است که الیاف رابه هم می چسباند. فیلرهای این دسته ازکامپوزیت ها را موادی مانندمنسوجات(Textiles & textile scrim)الیاف چوب(wood fiber)آرد چوب(wood flour)،وسلولز تشکیل می دهند.تمام این مواد ارزان قیمت بوده وبه سهولت نیزقابل دسترسی هستند.استفاده ازفیلرهای فوق منجربه کاهش قیمت ووزن قطعه ونیزپایداری آن درشرایط عملکردی میشود.

کامپوزیتهای الیاف طبیعی

 اساس این کامپوزیت ها،براستفاده ازضایعات الیاف طبیعی گذاشته شده است.آمیختن الیاف طبیعی باسایر مواد،یک استراتژی مهم درساخت قطعات پیشرفته کامپوزیت به حساب می آیدوفوایداینکار،یکی ازگزینه های موردتوجه کارشناسان می باشد.امروزه مهندسین،درطراحی یک قطعه به پارامترهایی ازجمله هزینه،سهولت دسترسی،بازیافت پذیری،میزان مصرف انرژی وملاحظات زیست محیطی توجه ویژه ای مبذول می دارند.الیاف طبیعی دارای دانسیته پایین بوده وضمن آنکه با هزینه بسیارپایین قابل حصول هستند،دربرابرسایش مقاوم بوده ومدول پیچشی (flexural) وکششی (Tensile) ویژه ای دارند.این الیاف را به سادگی میتوان درقالبگیری فشاری مورد استفاده قرارداد.این الیاف دارای مشخصاتی مانند جهت گیری،تنوع زیاد،ساختارمتخلخل،ویسکوالاستیک،قابل تجزیه درطبیعت وترکیب پذیر می باشند.همچنین نسبت طول به قطرآنها بالا بوده ،نسبت استحکام به وزن بالایی دارند.ونیزعایقهای خوبی برای حرارت وصوت هستند.

دانلود پروژه بررسی و مقایسه روشهای تحلیلی وتجربی ضربه عرضی برروی صفحات کامپوزیت

بررسی و مقایسه روشهای تحلیلی وتجربی ضربه عرضی برروی صفحات کامپوزیتی

ورق کامپوزیت لایه‌ای

ماده کامپوزیت لایه‌ای در بررسی و مقایسه روشهای تحلیلی وتجربی ضربه عرضی برروی صفحات کامپوزیتی ، شامل لایه‌هایی از حداقل دو ماده متفاوت است که توسط باندهایی به هم متصل شده‌اند. نتیجه روی هم قرار گرفتن لایه‌ها به منظور ترکیب بهترین خواص تک تک آنها برای ایجاد ماده جدیدی است یا موارد استفاده بیشتر. خواصی که توسط روی هم چیدن لایه‌ها تقویت می‌شوند عبارتند از: استحکام ـ سفتی وزن کم، مقاومت در برابر ضربه و غیره. لایه‌ها می‌توانند غیر ایزوتروپ باشند. و نیز لایه‌ها را می‌توان به نحوی انتخاب نمود که سفتی و مقاومت موردنیاز در طراحی یک سازه حاصل شود. ماده کامپوزیت تقویت شده با الیافی  (Fiber-reinforcel composit ) material))  که مختصراً (FRCM) نامیده می‌شود، شامل الیاف‌هایی در یک ماتریس می‌باشد.

اگر الیاف‌ها در یک راستای خاص قرار گیرند، ماده غیر ایزوتروپ خواهد بود، یک ورق کامپوزیت لایه‌ای شامل لایه‌هایی از FRCM است که در هر لایه، الیاف‌ها در راستایی متفاوت از راستای الیافها در سایر لایه‌ها چیده شده‌اند. این نوع کامپوزیت‌های لایه‌ای می‌توانند به نحوی طراحی شوند تا از نسبت‌های مقاومت به وزن و سختی به وزن بالایی برخوردار باشند. و نیز طراحی می‌تواند به گونه‌ای باشد که ورق لایه‌ای دارای جهات برتری از مقاومت و سختی تقویت شده باشد. و به این دلایل FRCM، جایگزین مناسبی است به جای مواد سفتی نظیر انواع فلزات در خیلی از کاربردها مانند صنایع‌ هوایی ،خودروسازی و تجهیزات ورزشی.

ضربه به ورق‌های کامپوزیت لایه‌ای

در بعضی کاربردها، ورق‌های لایه‌ای ساخته شده از FRCM، تحت بار ضربه قرار می‌گیرند. به عنوان مثال لبه جلویی بال هواپیما یا پره یک موتور جت ممکن است به یک شیء خارجی مانند سنگ یا پرنده برخورد نماید. بار ضربه می‌تواند حتی در حین ساخت و یا تعمیر نیز پیش آید و نیروی ضربه به این مواد باعث بوجود آمدن خرابی‌های داخلی که با چشم غیرمسلح قابل رؤیت نیست شود که این امر در نهایت باعث تضعیف مقاومت و پایداری سازه خواهد شد. بنابراین مقاومت ورق‌های لایه‌ای در برابر ضربه باید شناخته شده باشد تا بتوان ورق‌هایی طراحی کرد که مناسب برای عملکرد مطمئن و امن در برابر ضربه باشند. دینامیک ضربه، شامل حرکت جسم ضربه زننده، ماده هدف و نیروی حاصل از ضربه بین این دو، می‌تواند به وسیله مدل‌های گوناگون و با روش‌های متفاوت بررسی شود.

مروری بر بررسی‌های انجام شده روی ضربه به ورق‌های کامپوزیتی

Hertz نشان داده که با فشار استاتیکی دو جسم کروی شکل ایزوتروپ بر روی هم، تماس بر روی یک ناحیه دایره‌ای شکل صورت می‌گیرد به نحوی که توزیع فشار نرمال در این منطقه تماس به صورت توزیع هرتزین می‌باشد [۱]. ‌[۱] Timoshenko روابطی بین شعاع دایره تماس، فرورفتگی و نیروی نرمال را ارائه نمود که در آن ارتباط بین نیرو و فرورفتگی به صورت یک رابطة غیرخطی محاسبه شده که به قانون تماس هرتز موسوم است. Timoshenko همچنین برخورد دو گلوله به هم را مورد بررسی قرار داده است.