سمینار برای دریافت درجه کارشناسی ارشد
“M.Sc.”
مهندسی مکانیک
عنوان:
شناخت مواد FGM
چکیده:
استفاده از سازه های ساندویجی نسبت به سایر سازه ها مزایای فراوانی را بدنبال دارد. بنابراین رسیدن به
موادی جهت استفاده در ساختار این سازه ها به منظور کاهش وزن سازه در شرائط کاری یکسان، یکی از
موضوعات پرطرفدار در میان محققین می باشد. یکی از گزینه های رسیدن به هدف فوق استفاده از
مواد(تغییر خواص مواد با توجه به موقعییت آن) در سازها می باشد.
واژگان کلیدی: سازه های ساندویچی، مواد FGM، اجزای محدود
مقدمه:
در دو دهه اخیر پیشرفت های تکنولوژی در زمینه های مهندسی هوافضا و هسته ای ، ترمو الاستیته
را به عنوان یک شاخه اصلی از مهندسی کاربردی آورده است . درجه حرارت های بالا در بسیاری از سازه
ها و قطعات ماشین ها نظیر سازه های هوا – فضایی ، موتورهایی که در هواپیماهای پر سرعت به کار می
روند ، مخازن مورد استفاده در نیروگاههای اتمی و هسته ای و یا در فرایندهای صنعتی مانند آنهایی که
از اشعه لیزر با دانسیته انرژی بالا جهت تولید استفاده می کنند ، به وجو میآید . این سازه ها و یا قطعات
تحت شرایط حرارتی غیر یکنواخت ناپایدار که با تغییر خصوصیات فیزیکی و مکانیکی همراه است ، کار
می کنند . این مساله باعث ایجاد تنش های حرارتی می گردد که در طراحی سازه ها یا قطعه ها باید
مورد توجه قرار بگیرد ، چراکه همراه با تنش های مکانیکی ناشی از بار های خارجی ، باعث ترک و
شکست در قطعه می شود . تنش های حرارتی می توانند اثراتی نظیر خستگی حرارتی و کمانش حرارتی
از خود نشان بدهند . همچنین پاره ای از مواد در میدان درجه حرارت غیر دائم در اثر گرادیان بالای
درجه حرارت ، ماهیت ترد پیدا خواهند کرد و در نهایت قابلیت تحمل گرادیان های بالای درجه حرارت را
نخواهند داشت که می تواند فاجعه بار باشد 1[ ] .
1 یکی از راه حل های مقابله با بارهای شدید حرارتی استفاده از مواد هدفمند
می باشد که موادی
2 نا همگن
ولی ایزوتروپ هستند که خواص در آنها از نقطه ای به نقطه دیگر تغییر می کند . مثلا در
مقاومت مکانیکی ، مقاومت به سایش ، سختی و ضریب هدایت حرارتی که به طور پیوسته تغییر می کنند
. این تغییرات پیوسته نسبت به تغییرات گسسته خواص مواد مرکب ، مشکل تغییرات ناگهانی را در سطح
تماس دو ماده ی متفاوت رفع می کند . شکل 1 تفاوت های یک ماده مرکب را با یک ماده هدفمند از
لحاظ چگونگی توزیع خواص و مواد سازنده نشان می دهد .
انگیزه ساخت این مواد برای اولین بار این بود که در صنعت به موادی نیاز بود که بتوانند دماها و
گرادیان های شدید آنرا تحمل کنند . مثلا روی سطح شاتل های فضایی ، معمولا دما هنگام ورود به جو
زمین 2100 کلوین می باشد و این سطح می بایست اختلاف دمابی حدود 1600 کلوین را تحمل نماید .
به این علت دانشمندان علم مواد در ژاپن در مرکز تحقیقات هوا و فضا یی در شهر سندایی برآن شدند که
ماده ای با چنین خصوصیاتی طراحی کنند . در سال 1987 سه سال بعد از اولین ایده های ساخت مواد
هدفمند یک پروژه ملی برای رسیدن به فن آوری اولیه ساخت این مواد تعریف شد .
پس از به پایان رسیدن این پروژه که موسسه تحقیقات ملی هفده کشور مختلف و چندین دانشگاه و چند
شرکت در آن همکاری کردند ، چند قطعه آزمایشگاهی ، مثلا یک صفحه مربعی 300 میلیمتر مربعی و
یک پوسته نیم کروی با شعاع 50 میلیمتر ساخته شد .
براي دانلود متن كامل پايان نامه اينجا كليك كنيد
نظرات شما عزیزان:
تبادل لینک هوشمند