22140

بررسي تاثير سيال سخت شونده برشي بر رفتار پارچه ها كولار تحت ضربه سرعت بالا

كارشناسي ارشد

طراحي كاربردي - مكانيك جامدات

1399/3/18

دكتر هادي خرمي شاد

دكتر ميثم جلالي

مكانيك

هدف اصلي اين پايان نامه بررسي آزمايشگاهي تاثير نانو سيال و بكارگيري آن در پارچه آراميد براي بررسي تاثير آن در آزمون ضربه سرعت بالا مي باشد. اين نانو سيال به طور معمول از اختلاط نانو سيليكا و پلي اتيلن گليكول ساخته مي شود. تحقيقات زيادي تا به امروز در اين زمينه انجام شده است كه اغلب انها متغيرهايي نظير درصد وزني سيليكا، اندازه ذره سيليكا، تعداد لايه ها و ... را به عنوان متغير در نظر گرفته اند. با اين حال تحقيقات كمي در مورد نانو سيالات با ذرات تركيبي صورت گرفته و اطلاعات در اين زمينه محدود است. لذا در اين پايان نامه، تاثير افزودني گرافن اكسايد و گرافن اكسايد هيبربد (گرافن اكسايد + ذرات اكسيد آهن) در درصدهاي وزني مختلف بررسي شده است. گرافن هيبريد ماده اي است كه ذرات ثانويه در سطح گرافن قرار گرفته است كه مي تواند خواص ان را تحت تاثير قرار دهد. در اين تحقيق گرافن اكسايد به دو نوع نانو سيال حاوي فيوم سيليكا و سيليكا كروي اضافه شد. نتايج آزمون بيرون كشي نشان داد كه گرافن سبب كاهش اصطكاك بين الياف شده و در نتيجه مقاومت بالستيكي پارچه را تضعيف مي كند. اما گرافن هيبريد در درصد وزني 0.4% به واسطه ذرات اكسيد آهن كه روي آن قرار دارد، اصطكاك را افزايش داده لذا مقاومت بالستيكي پارچه را بهبود مي دهد. نمونه داراي گرافن هيبريد 0.4% بهترين عملكرد را نسبت به ساير نمونه ها داشت و جذب انرژي را 56.09% نسبت به پارچه ساده افزايش داده و همچنين باعث افزايش جذب انرژي ويژه (جذب انرژي تقسيم بر چگالي سطحي) در سرعت بالا شده است. نكته حائز اهميت طبق مطالعات قبل انست كه نمونه آغشته به نانو سيال سيليكا جذب انرژي در تست بالستيك را افزايش مي دهد اما به سبب جرمي كه به پارچه اعمال مي كند همواره سبب كاهش جذب انرژي ويژه مي شود. افزودني هاي مختلفي در برخي تحقيقات بررسي شده است كه جذب انرژي را در مقايسه با نمونه نانو سيال سيليكا بهبود داده است اما بدليل افزايش جرم، جذب انرژي ويژه كمتري از پارچه ساده داشتند. در اين پايان نامه نمونه داراي گرافن هيبريد 0.4% جرم پارچه را تغيير نداده و جذب انرژي ويژه را از (j/(g/cm2)) 258.36 براي پارچه ساده به (j/(g/cm2)) 277.26 افزايش داده است.

1399/04/28

The investigation of the effect of shear thickening fluid on ballistic performance of kevlar fabrics

6/8/2021 12:00:00 AM

The main purpose of this dissertation is to study the effect of nanofluid and its use in aramid fabric to investigate its effect on high speed impact test experimentally. This nanofluid is typically made by mixing nano silica and polyethylene glycol. Much research has been done to date in this field, most of which have considered variables such as silica weight weight, silica particle size, number of layers, etc. as variables. However, little research has been done on nanofluids with mixed particles, and information on this subject is limited. Therefore, in this dissertation, the additive effect of graphene oxide and graphene oxide hybrid (graphene oxide + iron oxide particles) in different weight percentages has been investigated. Hybrid graphene is a material that secondary particles are located on the surface of graphene, which can affect its properties. In this study, graphene oxide was added to two types of nanofluids containing silica fume and spherical silica. The results of the pull out test showed that graphene reduces the friction between the fibers and thus weakens the ballistic resistance of the fabric. However, graphene hybrids 0.4% increase friction by weight of the iron oxide particles on it, thus improving the ballistic resistance of the fabric. The graphene hybrid 0.4% sample performed best compared to other samples, increasing energy absorption by 56.09% compared to plain fabric and also increasing the specific energy absorption (energy absorption divided by surface density) at high speeds. Importantly, according to previous studies, a sample impregnated with silica nanofluid increases the energy absorption in the ballistic test, but due to the mass it exerts on the fabric, it always reduces the specific energy absorption . Various additives have been studied in some research that have improved energy absorption compared to silica nanofluid samples, but due to increased mass, they had less specific energy absorption than plain fabric. In this dissertation, the sample with hybrid graphene 0.4% did not change the fabric mass and increased the specific energy absorption from (j / (g / cm2)) 258.36 for plain fabric to (j / (g / cm2)) 277.26.