در پروازهای مافوق صوت معمولاً پوسته­ی وسیله پرنده با مشکلات سازه­ای و ناپایداری های دینامیکی، از جمله پنل فلاتر مواجه می­شود. در کار حاضر رفتار فلاتر صفحات چندلایه کامپوزیتی سفتی متغیر با الیاف منحنی شکل در معرض جریان هوای مافوق صوت جانبی بررسی شده است. در هر لایه از صفحه، جهت الیاف به صورت خطی در طول صفحه تغییر می کند. به منظور شبیه­سازی رفتار حاکم بر سازه از نظریه کلاسیک ورق استفاده می­شود و اثر نیروهای آیرودینامیکی توسط نظریه پیستون مرتبه اول مدل سازی شد. در پژوهش حاضر روش ریلی ریتز برای حل معادلات آیروالاستیک حاکم بر صفحات چندلایه کامپوزیتی سفتی متغیر با الیاف منحنی شکل توسعه داده شده است و فشار آیرودینامیکی بحرانی آستانه وقوع فلاتر استخراج گردید. روش حاضر باتوجه به سایر پژوهش­ها صحت سنجی شده و باتوجه به دقت نتایج کارایی روش اثبات گردید. در ادامه، بررسی رفتار فلاتر صفحات چندلایه کامپوزیتی سفتی متغیر با الیاف منحنی شکل انجام شده و اثرات تغییر در زوایای الیاف، زاویه جانبی جریان و نسبت منظری صفحه بر فشار آیرودینامیکی و فرکانس بحرانی آستانه وقوع فلاتر مطالعه گردید. نتایج نشان می دهد که فشار آیرودینامیکی و فرکانس بحرانی آستانه وقوع فلاتر به جهت جریان جانبی و جهت گیری الیاف وابسته هستند. بیشترین فشار آیرودینامیکی آستانه وقوع فلاتر زمانی مشاهده می شود که زاویه جریان جانبی با زاویه الیاف در میان صفحه هم­راستا شود.

اضافه شدن ذرات نانو به ورق چندلایه، باعث بهبود هر چه بیشتر خواص و کارایی این چندلایه ها می شود. در این پژوهش، فرایند تغییر شکل در ورق های چندلایه فلز–نانوکامپوزیت شامل زمینه پلی پروپیلن تقویت شده با ذرات نانو رس و الیاف شیشه به عنوان لایه هسته و آلومینیوم 1050 آنیل شده به عنوان لایه های پوسته، با استفاده از آزمایش های تجربی مورد بررسی قرار گرفته است. در این راستا، اثر درصدهای وزنی مختلف ذرات نانو رس نسبت به فاز زمینه شامل 1، 3، 5 و 7 درصد وزنی بر مقادیر عمق کشش و نیروی بیشینه تغییر شکل در فرایند شکل دهی پرسی اندازه گیری شده است. به منظور تعیین اثر اضافه شدن ذرات نانو رس، نتایج حاصل از تغییر شکل ورق های چندلایه فلز/نانوکامپوزیت با ورق چندلایه فلز/کامپوزیت شامل فاز زمینه پلی پروپیلن خالص تقویت شده با الیاف شیشه بدون ذرات نانو رس مقایسه شده است. نتایج حاصل نشان دهنده قابلیت اجرای فرایند پرس کاری در ورق های چندلایه فلز/نانوکامپوزیت می باشد. همچنین مشاهده شد که به طورکلی با اضافه شدن درصدهای مختلف ذرات نانو رس، پارامترهای کشش شامل نیروی بیشینه و عمق کشش تغییر یافته است. همچنین مکانیزم های آسیب غالب در تمامی نمونه ها، ترک خوردگی لایه ها و جدایش بین لایه ها می باشد. اضافه شدن ذرات نانو رس تأثیری بر اصول مکانیزم شکست در فرایند شکل دهی پرسی ورق های چندلایه فلز/کامپوزیت ندارد و تنها بر مقادیر پارامترهای فرایند کشش تأثیرگذار می باشد.

هدف از انجام این پژوهش، بهبود خواص استحکامی کامپوزیت هیبریدی چند لایه ی الیاف شیشه-آلومینیوم، با استفاده از ورق های آلومینیوم AA1050 فرآوری شده توسط فرآیند اتصال نورد انباشتی در ساخت کامپوزیت است. همچنین تاثیر مراحل مختلف فرآیند اتصال نورد انباشتی بر خواص استحکامی کامپوزیت هیبریدی مورد بررسی قرار گرفته است. ابتدا ورق آلومینیوم AA1050 تحت فرآیند اتصال نورد انباشتی قرار گرفت. سپس ریزساختار و خواص مکانیکی ورق توسط میکروسختی سنجی و آزمون کشش تک محور بررسی شد. در ادامه آلومینیوم فرآوری شده توسط فرآیند اتصال نورد انباشتی جهت ساخت کامپوزیت چندلایه آلومینیوم تقویت شده با الیاف شیشه مورد استفاده قرار گرفت. نحوه ی چیدمان اجزای کامپوزیت به صورت 1/2 (آلومینیوم-الیاف شیشه-آلومینیوم) بوده است. در پایان خواص کششی کامپوزیت هیبریدی بررسی شد. با انجام فرآیند اتصال نورد انباشتی سختی و استحکام ورق افزایش قابل ملاحظه ای می یابد. همچنین قابلیت ازدیاد طول ورق پس از کاهش شدید در مرحله ی اول، در ادامه به آرامی افزایش می یابد. استفاده از ورق آلومینیوم فرآوری شده توسط اتصال نورد انباشتی در ساخت کامپوزیت هیبریدی موجب بهبود قابل توجه استحکام کششی کامپوزیت می شود. در کامپوزیت هیبریدی ساخته شده از آلومینیوم آنیل شده، قسمت اعظم ازدیاد طول لایه ی آلومینیومی پس از شکست الیاف شیشه و در شرایط خارج از کامپوزیت هیبریدی روی می دهد. در نتیجه کاهش قابلیت ازدیاد طول ورق پس از فرآیند اتصال نورد انباشتی باعث می شود، طی آزمون کشش کامپوزیت هیبریدی لایه ی فلزی و الیاف شیشه تقریبا همزمان دچار شکست شوند و منجربه کاهش شکل پذیری کامپوزیت نمی شود. بنابراین کل جذب انرژی و چقرمگی شکست لایه ی آلومینیومی در شرایطی که کامپوزیت هیبریدی دچار شکست نشده است، به وقوع می پیوندد.

در این پژوهش، تأثیر اعمال سیکل های حرارتی بر رفتار ضربه چندلایه الیاف - فلز ساخته شده از آلومینیم و کامپوزیت اپوکسی - الیاف کربن بررسی شد. بدین منظور، در ابتدا چندلا یه های الیاف فلز با چیدمان های متفاوت الیاف کربن (˚0/˚0/˚0/˚0، ˚90/˚90/˚90/˚90، ˚30+/˚30-/˚30-/˚30+ و ˚0/˚90/˚90/˚0) ساخته شدند و تحت سیکل های حرارتی، 0، 1، 10، 30، 50، 70 و 90 قرار گرفتند. برای انجام هر سیکل حرارتی، نمونه ها ابتدا داخل آون به مدت 15 دقیقه قرار داده شدند تا دمای آن ها از دمای محیط به دمای 100 درجه سلسیوس برسد. سپس، نمونه ها به مدت 5 دقیقه در این دما نگهداری شدند و پس از آن از آون خارج و در دمای محیط به مدت 15 دقیقه رها شدند تا دمای آن ها به دمای محیط برسد. سپس، رفتار ضربه این نمونه ها به کمک آزمون ضربه چارپی بررسی شد و سازوکار های مرتبط توسط روش های ماکروساختاری و میکروساختاری  شناسایی شدند. نتایج به دست آمده نشان داد که اعمال سیکل های حرارتی بر چیدمان های تک جهته (˚0/˚0/˚0/˚0 و ˚90/˚90/˚90/˚90) در ابتدا باعث بهبود قابلیت جذب انرژی در این سازه ها می شود که به ترتیب بیشترین بهبود در این چیدمان ها 4/21 و 4/19 درصد هستند. همچنین، نتایج نشان داد که سازوکار های بهبود و کاهش قابلیت جذب انرژی، با تغییر چیدمان ها، به سیکل های حرارتی بالاتر منتقل شدند. بررسی میکروساختاری نشان داد که رفتار شکست با اعمال سیکل حرارتی تغییر کرده و چسبندگی بین الیاف کربن و زمینه اپوکسی از بین رفته است.

فرضیه: چندلایه ای های فلز-الیاف (FMLs) از ورقه های فلزی و لایه های کامپوزیت الیافی متصل شده به یکدیگر با رزین پلیمری، تشکیل می شوند. هدف از این پژوهش، بررسی خواص خمشی چندلایه ای های فلز-الیاف دوستدار محیط زیست و مقرون به صرفه از نظر اقتصادی است. در دهه های اخیر، کامپوزیت های الیاف طبیعی به دلیل تجدیدپذیری و بازیافت پذیری و هزینه کم مورد توجه قرار گرفته اند و کاربرد آن ها در صنایع رو به رشد است. ترکیب کامپوزیت های طبیعی با لایه های آلومینیم و ساخت چندلایه ای های فلز-الیاف طبیعی می تواند موجب بهبود خواص مکانیکی و افزایش مقاومت در برابر عامل های محیطی مانند رطوبت، گرما و نور خورشید شود. روش ها: چندلایه ای های فلز-الیاف بر پایه الیاف کنف و نیز کامپوزیت های دارای الیاف کنف با دو نوع رزین اپوکسی و وینیل استر با روش لایه گذاری دستی ساخته شدند. خواص خمشی کامپوزیت ها و چندلایه ای های فلز-الیاف تهیه شده با آزمون خمش سه نقطه ای بررسی شد. پس از انجام آزمون های مکانیکی عکس های میکروسکوپ الکترونی پویشی برای بررسی سطح شکست تهیه شد. برای مقایسه، نمونه های مشابه با استفاده از الیاف شیشه با روش لایه گذاری دستی نیز ساخته و بررسی شدند. یافته ها: نتایج آزمون ها نشان داد، استفاده از لایه های آلومینیم در کنار کامپوزیت های دارای الیاف کنف موجب افزایش مدول خمشی و استحکام نهایی نمونه ها می شود. نمونه های ساخته شده با رزین وینیل استر به دلیل برقراری اتصال مناسب با الیاف کنف و نیز نفوذ به فضای خالی داخل الیاف، خواص خمشی بهتری نسبت به کامپوزیت های با ماتریس اپوکسی داشتند. افزون بر این، عکس های میکروسکوپی الکترونی پویشی نشان داد، به دلیل وجود ناصافی سطح و شکل ویژه الیاف کنف، چسبندگی بهتری میان الیاف کنف با رزین وینیل استر و اپوکسی در مقایسه با الیاف شیشه ایجاد شده است.

این مقاله به تشخیص ارتعاشی خرابی در چندلایه کامپوزیت الیاف شیشه با استفاده از آنالیز سیگنال زمانی و شبکه عصبی مصنوعی می پردازد. به منظور کاهش نویز سیگنال های ارتعاشی، نویز زدایی با استفاده از تبدیل موجک به انجام رسید. پس از داده کاوی و استخراج ویژگی های آماری از سیگنال های پردازش شده، شبکه عصبی به عنوان تشخیص دهنده، چندلایه کامپوزیت معیوب را شناسایی نمود. ارزیابی دقت تشخیص عیب توسط ساختارهای مختلف شبکه عصبی مصنوعی به انجام رسید که در نتیجه بهترین عملکرد شبکه عصبی مصنوعی در تشخیص خرابی انتخاب گردید. سپس، مقایسه میان دقت عیب یابی با استفاده از سیگنال های نویززایی شده توسط تبدیل های موجک مادر مختلف در مراحل تجزیه مختلف به انجام رسید تا بهترین تبدیل سیگنال جهت تشخیص خرابی مشخص گردد. نتایج نشان می دهد که ساختار شبکه عصبی مصنوعی بر دقت تشخیص عیب اثر مهمی خواهد داشت و مناسب ترین دقت در تعداد 75 لایه پنهان و اختصاص 80%، 10% و 10% داده ها به آموزش، اعتبارسنجی و تست حاصل گردید. همچنین استفاده از تبدیل های موجک مادر دوبشی 3 و موجک مادر دو متعامد 3.7 در مرحله تجزیه 2 منجر به تشخیص عیب با بالاترین دقت در میان سایر موجک های مادر در زمان مناسب تر خواهد شد. روش مذکور به عنوان روشی مبتنی بر داده های واقعی با داده برداری از نقاط تعیین شده، تشخیص عیب را در صفحات کامپوزیت با دقت مناسب در زمان محاسبه کوتاه انجام می دهد، لذا از این روش می توان جهت پایش وضعیت سازه های کامپوزیتی به صورت آفلاین و آنلاین، با افزودن قابلیت داده برداری برخط، استفاده نمود.

در تحقیق حاضر مطالعه عددی عایق های چند لایه گرمایی با استفاده از مواد الیافی انجام شده است. نانو الیاف ها با توجه به نسبت سطح به حجم بالا و در نتیجه خصوصیات تابشی ویژه بعنوان ماده جداکننده عایق های چند لایه گرمایی معرفی گردیده و عملکرد آن مورد بررسی قرار گرفته است. انتقال گرمای تابشی الیاف ها با فرض عایق ضخامت نوری ضخیم و استفاده از تقریب پخشی برای الیاف معمولی آلومینا و نانوالیاف کربن محاسبه شده است. برای مدل کردن رسانایی گرمایی موثر الیاف ها، پارامترهای مورد نیاز با استفاده از داده های آزمایشگاهی برای الیاف معمولی آلومینا و نانوالیاف کربن تعیین گردیده است. در نتایج به دست آمده، ضریب استهلاک نوری نانوالیاف کربن در دمای متوسط 500 کلوین حدود 31 درصد نسبت به الیاف معمولی آلومینا بیشتر می باشد. نتایج نشان می دهند که استفاده از نانوالیاف کربن به عنوان جداکننده ی عایق چند لایه باعث بهبود عملکرد عایق می شود. با توجه به این افزایش عملکرد، استفاده ازنانوالیاف بعنوان جداکننده پیشنهاد می گردد.

در دودهه اخیر، توسعه کامپوزیت های لایه ای و همچنین روش های تولید آن ها به یک موضوع جذاب برای محققین تبدیل شده است. فرآیند پیوند نوردی، یک جوش حالت جامد برای ایجاد پیوند بین گستره وسیعی از فلزات با استفاده از یک نورد ساده است. در این تحقیق، کامپوزیت چندلایه آلومینیوم 5052-منیزیم AZ31B با استفاده از فرآیند پیوند نوردی تولید و شکل پذیری آن مورد بررسی قرار گرفت. عملیات نورد با اعمال کاهش ضخامت 70% در دمای اتاق انجام شد. شکل پذیری کامپوزیت آلومینیوم/منیزیم با استفاده از آزمایش اتساع با سنبه نیم کروی در بارگذاری های متفاوت انجام و نمودار حدشکل پذیری ترسیم شد. نمودارهای حدشکل پذیری کاربردی ترین روش برای به دست آوردن شکل پذیری ورق است که کرنش های حدی قبل از شکست و گلویی را مشخص می کند. علاوه بر شکل پذیری، خواص مکانیکی و سطح مقاطع شکست نیز با استفاده از آزمون کشش، میکروسختی، میکروسکوپ نوری و الکترون روبشی مورد مطالعه قرار گرفت. با توجه به شکل پذیری کم منیزیم و تولید کامپوزیت آلومینیوم/منیزیم در دمای اتاق، سطح منحنی حد شکل پذیری مطلوب و مناسب بوده که علت آن عدم جدایش بین فصل مشترک های آلومینیوم و منیزیم و جبران تردی منیزیم با شکل پذیری بالای آلومینیوم است. همچنین نتایج خواص مکانیکی نشان داد که به دلیل کارسرد و افزایش چگالی نابه جایی، استحکام و میکروسختی کامپوزیت چندلایه آلومینیوم/منیزیم نسبت به آلومینیوم اولیه به ترتیب 149. 5% و 80% بهبود یافت. تصاویر سطح مقطع شکست نشان داد که آلومینیوم قبل و بعد از نورد، دارای شکست نرم با اندازه و تعداد میکروحفرات متفاوت است که بعد از نورد اندازه و عمق میکروحفرات کاهش یافته است.

در مطالعه حاضر به بررسی اثر میکرو الیاف های طبیعی (ذرات کرک) بر چقرمگی شکست مود I چندلایه های کامپوزیتی با الیاف بافته شده پرداخته شده است. به همین منظور نمونه های تیر دو لبه یکسر گیردار (DCB) با استفاده از روش لایه چینی دستی و با چیدمان 28]0[ ساخته شده اند. برای بررسی اثر ذرات میکرو کرک بر چقرمگی شکست، نمونه هایی با دو درصد وزنی مختلف (1% وزنی و 3% وزنی) ساخته شده و نتایج بدست آمده با نمونه ی با رزین اپوکسی خالص مقایسه گردیده است. نتایج آزمایشگاهی نشان می دهد که با افزایش مقدار ذرات کرک، مقدار چقرمگی بین لایه ای شروع تورق افزایش داشته است. مقدار بهبود چقرمگی شکست شروع برای نمونه ی DCB با %1 و %3 وزنی کرک به ترتیب %67. 15 و %71. 96 موجب افزایش شده است که علت این امر به نقش کرک در ناحیه غنی از رزین در نوک ترک بر می گردد که مانع شروع تورق در این ناحیه شده است. بر خلاف چقرمگی شکست شروع، چقرمگی شکست رشد با اضافه کردن ذرات کرک به رزین کاهش یافته است. در حین رشد تورق از آنجائیکه این الیاف به دلیل تجمع و کلوخگی در فصل مشترک تورق موجب ایجاد نواحی تمرکز تنش می گردند، در نتیجه میکرو الیاف های کرک نتوانسته اند مقدار چقرمگی شکست رشد را افزایش داده و در بعضی موارد موجب کاهش اندک چقرمگی شکست رشد تورق شده است. همچنین به منظور بررسی مکانیزم های آسیب، از سطوح شکست نمونه ها با استفاده از میکروسکوپ الکترونی روبشی عکسبرداری شده است.