نالت الطالبة بيمان صحبة احمد
اول شهادة دكتوراه في علوم هندسة المواد في قسم هندسة المواد في الجامعة
التكنولوجية عن اطروحتها الموسومة ( تحسين خصائص الكلال لوقب طرف اصطناعي
تحت الركبة ) في المناقشة التي جرت في قاعة قسم المواد يوم الخميس الثاني
والعشرين من ايلول 2011 وبحضور رئيس القسم (د. علي حسين عتيوي) المحترم .
ومنحت لجنة المناقشة الطالبة درجة ( جيد جداً ) .
وتالفت اللجنة من ( أ.د. محسن جبر جويج) المحترم جامعة النهرين / كلية
الهندسة رئيساً و ( أ.د. نبيل كاظم عبد الصاحب) المحترم جامعة بغداد / كلية
هندسة الخوارزمي عضواً و( أ.د. بلقيس محمد ضياء) المحترمة الجامعة
التكنولوجية /قسم العلوم التطبيقية عضواً و ( أ.م.د. فاضل عطية جياد)
المحترم الجامعة التكنولوجية / قسم هندسة المواد و( أ.م.د. سهامة عيسى
صالح) المحترمة الجامعة التكنولوجية / قسم هندسة المواد وباشراف ( ا.د
قحطان خلف الخزرجي) المحترم و (ا.م.د جواد كاظم عليوي) المحترم .
وتم في هذا البحث تصنيع خمسة عشر مادة متراكبة طبائقية بتقنية الصب في
الفراغ لغرض استخدامها كوقب طرفي اصطناعي سفلي . وتم استخدام ثلاثة
بوليمرات كمادة اساس وهي الايبوكسي والبولي مثيل ميثا اكريليت وخليط من
الايبوكسي والبولي مثيل ميثا اكريليت بنسبة وزنية ( 50 -50 ) % وتم تقوية
كل نوع من المواد الاساس بخمسة انواع من الالياف الحصيرية والحبيبات
وكالاتي : تضم المجموعة الاولى الياف البرلون ، المجموعة الثانية الياف
الكاربون ، المجموعة الثالثة الياف الزجاج ، المجموعة الرابعة الياف (
الزجاج + الكاربون ) الهجينية والمجموعة الخامسة الياف ( الزجاج + الكاربون
) الهجينية مع حبيبات السليكا الميكروية والنانوية .
وشمل الجزء العملي دراسة خواص الشد ( معامل المرونة ، مقاومة الشد
والاستطالة عند الكسر ) ، مقاومة القص بين الطبقات ، متانة الكسر وخواص
الكلال ( منحنيات الاجهاد – عدد الدورات ، طاقة الانفعال – عدد الدورات وحد
الكلال ) كما يشمل الجزء النظري حسابات نسبة الكلال ، معامل الامان النظري
، دليل او معامل الفشل بالاضافة الى حسابات الكثافة ونسبة ( Poisson's) .
واستخدمت طريقة العناصر المحددة لتحليل وحساب خصائص الكلال من خلال ملاحظة
توزيع منحنيات عمر الكلال ، معامل الامان الادنى ، اجهاد Mises equivalent
von ، التشوه الكلي واجهاد القص الاقصى . وتم ذلك عن طريق بناء خمسة عشر
موديل للوقب باعتباره مادة متراكبة ذات هيكل ثلاثي الابعاد .
واظهرت النتائج بان تغير نوع مادة الاساس والتقوية لها تاثير كبير على خواص
المواد المقاسة وكما يلي :
كانت قيم نسبة ( المقاومة / الكثافة ) ، معامل المرونة ومقاومة الشد (
الخليط مع التقوية بالزجاج ) ، الخليط مع التقوية بـ ( الزجاج + الكاربون )
الهجينية ، ( الايبوكسي مع التقوية بالكاربون ) ، وبولي مثيل ميثا اكريليت
مع التقوية بـ ( الزجاج + الكاربون ) الهجينية اعلى القيم حيث بلغت قيم
مقاومة الشد ( 84 ، 79.9 ، 60.7 و 62.7 ) MPa على التوالي .
وادت اضافة حبيبات السليكاالنانوية والميكروية الى الايبوكسي الى زيادة
معامل المرونة ومقاومة الشد للتقوية بـ ( للزجاج + الكاربون ) الهجينية
بمقدار ( 1.5 ) و (1.7 ) مرة .
وتم الحصول على اعلى قيمة لاقصى اجهاد قص في المواد المتراكبة الاتية : (
الخليط مع التقوية بالزجاج ) ، التقوية بـ ( الزجاج + الكاربون ) الهجينية
والتقوية بالكربون ، وبولي مثيل ميثا اكريليت مع التقوية بـ ( الزجاج +
الكاربون ) الهجينية و( الايبوكسي مع التقوية بالكاربون ) كل بمقدار (
59.42 ، 46.798 ، 30.05 ، 21.277 و18.06) MPa على التوالي .
كما تم الحصول على اعلى قيمة لمتانة الكسر في المواد المتراكبة التالية (
الايبوكسي مع التقوية بالكاربون ) ، ( الايبوكسي مع التقوية بـ ( الزجاج +
الكاربون ) الهجينية مع حبيبات السليكا ) ، ( الخليط مع التقوية بالزجاج )
، (بولي مثيل ميثا اكريليت مع التقوية بـ ( الزجاج + الكاربون ) الهجينية )
، ( الخليط مع التقوية بـ ( الزجاج + الكاربون ) الهجينية ) كل بمقدار (
983.383 ، 882.059 ، 845.055 ، 810.039 و 809.138 ) MPa.m1/2 .
امتلكت المواد ( الخليط مع التقوية بالزجاج ) ، ( الخليط مع التقوية بـ (
الزجاج + الكاربون ) الهجينية ) ، ( الايبوكسي مع التقوية بـالكربون )
و(بولي مثيل ميثا اكريليت مع التقوية بـ (الزجاج + الكاربون ) الهجينية )
اعلى قيم لحد الكلال وطاقة الانفعال وبمقدار ( 62 ، 54 ، 42.7 و 43 ، 40.43
) MPa و ( 96.66 ، 58.22 ، 48.61 و31.94) mm3 / Joul على التوالي .وكانت
اعلى قيم لمعامل الامان الادنى في المواد المتراكبة اعلاه بمقدار ( 9.3962
، 8.5791، 6.9581 ، 6.7705 ) على التوالي .
وكانت اقل قيم التشوه الكلي في المواد (( الايبوكسي مع التقوية بـ ( الزجاج
+ الكاربون ) الهجينية مع حبيبات السليكا ) ، و(بولي مثيل ميثا اكريليت مع
التقوية بـ (الزجاج + الكاربون ) الهجينية ) و ( الخليط مع التقوية بـ (
الزجاج + الكاربون ) الهجينية ) وبمقدار ( 1.467 ، 1.527 و1.5163 ) mm على
التوالي .
واعطت التقوية بالبرلون اقل القيم لجميع الخواص المقاسة في المواد الاساس
الثلاثة المستخدمة في هذا البحث . واعطت المواد المتمثلة بـ (الخليط مع
التقوية بالزجاج ) ، ( الخليط مع التقوية بـ ( الزجاج + الكاربون )
الهجينية ) ، ( الايبوكسي مع التقوية بـالكربون ) و(بولي مثيل ميثا اكريليت
مع التقوية بـ (الزجاج + الكاربون ) الهجينية ) افضل النتائج العملية
والعددية والنظرية مما يجعلها افضل المواد المرشحة لتحسين خصائص الكلال
لوقب تحت الركبة . |