کتاب آنالیز مکانیکی دینامیکی

کتاب آنالیز مکانیکی دینامیکی نوشته‌ی کوین منارد با ترجمه‌ی هما عاصم پور، عباس شیخ و ابوالفضل کیانی به‌وسیله‌ی مرکز نشر دانشگاه صنعتی امیرکبیر منتشر شده است. این کتاب به معرفی و تشریح روش آنالیز مکانیکی دینامیکی در مطالعه‌ی مواد، به‌ویژه پلیمرها، می‌پردازد و جایگاه این روش را در کنار سایر آزمون‌های حرارتی و رئولوژیکی توضیح می‌دهد. نویسنده با تکیه‌بر تجربه‌ی تدریس و کار آزمایشگاهی، مفاهیم پیچیده‌ی رئولوژی، تنش، کرنش، خزش، آسودگی تنش و روبش‌های دما و فرکانس را در قالب یک متن آموزشی منظم گردآوری کرده است. نسخه‌ی الکترونیکی این اثر را می‌توانید از طاقچه خرید و دانلود کنید.

درباره کتاب آنالیز مکانیکی دینامیکی

کتاب آنالیز مکانیکی دینامیکی اثری آموزشی از کوین منارد است که به‌طور متمرکز به روش DMA در تعیین مشخصات مواد، به‌خصوص پلیمرها، می‌پردازد. نویسنده در پیشگفتار توضیح داده است که اطلاعات مربوط به این روش در منابع مختلف پراکنده بوده و کاربران برای فهم آن ناچار به جست‌وجو میان متون آنالیز حرارتی، رئولوژی و علم مواد بوده‌اند؛ به همین دلیل این کتاب را به‌عنوان یک نقطه‌ی شروع منسجم برای شیمیدان‌ها، مهندسان و دانشمندان مواد تدوین کرده است. در مقدمه‌ها تأکید شده که مباحث ریاضی در حداقل نگه داشته شده تا دانشجویان سال‌های پایانی کارشناسی و آغاز کارشناسی ارشد نیز بتوانند از آن بهره ببرند. کتاب آنالیز مکانیکی دینامیکی در چند فصل پیوسته، هم مبانی نظری و هم جنبه‌های تجربی را پوشش می‌دهد. فصل اول مقدمه‌ای بر DMA، تاریخچه‌ی دستگاه‌ها، نمونه‌هایی از کاربرد در پلیمرهای گرمانرم و گرماسخت و مقایسه با آزمون‌های خزش و آنالیز ترمومکانیکی ارائه کرده است. در فصل دوم مفاهیم پایه‌ای رئولوژیکی مانند نیرو، تنش، کرنش، انواع تغییرشکل (کشش، فشار، برش، توده)، قانون هوک، رفتار کشسان و ویسکوز، سیالات نیوتنی و غیرنیوتنی و پدیده‌هایی مانند رقیق‌شدن بر اثر برش و تراز برشی صفر توضیح داده شده است. فصل سوم به خزش، بازگشت، آسودگی تنش و مدل‌های چهارجزئی اختصاص دارد و نشان می‌دهد چگونه می‌توان از آزمون خزش برای پیش‌بینی رفتار درازمدت مواد استفاده کرد. در ادامه‌ی کتاب آنالیز مکانیکی دینامیکی فصل چهارم به اصول آزمایش‌های دینامیکی، اعمال تنش نوسانی، محاسبه‌ی مدول ذخیره‌ای و اتلافی، زاویه‌ی فاز، انواع هندسه‌های آزمون (خمش سه‌نقطه‌ای و چهارنقطه‌ای، صفحات موازی، مخروط و صفحه، نوار پیچشی) و مسائل تنظیم و کالیبراسیون دستگاه می‌پردازد. فصل پنجم و ششم به رابطه‌ی زمان–دما، انتقال‌های مختلف در پلیمرها (آلفا، بتا، گاما، انتقال شیشه‌ای، تراز لاستیکی، ناحیه‌ی پایانی)، رفتار گرماسخت‌ها، نمودارهای پخت، نقطه‌ی ژل، انرژی فعال‌سازی و استفاده از DMA در پایش و مدل‌سازی چرخه‌های پخت اختصاص یافته است. فصل هفتم روبش‌های فرکانس، اثر فرکانس بر مذاب‌ها و جامدات پلیمری، تراز برشی صفر و بی‌نهایت و ارتباط با وزن مولکولی را بررسی کرده است. در فصل پایانی نیز کاربردهای DMA در مسائل واقعی مانند تعیین مشخصات و کارایی مواد، انتخاب نوع آزمون، طراحی شرایط محیطی و ترکیب داده‌های DMA با سایر روش‌های حرارتی و مکانیکی جمع‌بندی شده است.

خلاصه کتاب آنالیز مکانیکی دینامیکی

کتاب آنالیز مکانیکی دینامیکی بر محور این ایده شکل گرفته است که DMA ابزاری مکمل برای شناخت رفتار ویسکوالاستیک مواد، به‌ویژه پلیمرها، در شرایط نزدیک به کاربرد واقعی است. نویسنده ابتدا نشان می‌دهد که چگونه می‌توان با اعمال تنش نوسانی و اندازه‌گیری کرنش، مدول ذخیره‌ای، مدول اتلافی، زاویه‌ی فاز و گرانروی مختلط را به‌دست آورد و از این کمیت‌ها برای توصیف سفتی، میرایش و تمایل به جریان‌یافتن استفاده کرد. سپس با مقایسه‌ی DMA با آزمون‌های کلاسیک تنش–کرنش، خزش، آسودگی تنش و آنالیز ترمومکانیکی، جایگاه هرکدام را در تحلیل رفتار پلیمرها روشن کرده است. در کتاب آنالیز مکانیکی دینامیکی مفاهیمی مانند انتقال شیشه‌ای، انتقال‌های ثانویه، تراز لاستیکی، اثر دما و فرکانس بر مدول، و رابطه‌ی ساختار–خواص در پلیمرهای گرمانرم و گرماسخت با مثال‌های متعدد توضیح داده شده است. نویسنده نشان داده است که چگونه می‌توان از منحنی‌های DMA برای تعیین محدوده‌ی عملکرد دمایی مواد، پایش فرایند پخت رزین‌ها، تخمین انرژی فعال‌سازی، ارزیابی وزن مولکولی و توزیع آن و نیز شبیه‌سازی رفتار درازمدت با استفاده از برهم‌نهی زمان–دما استفاده کرد. در پایان، کتاب بر اهمیت طراحی آزمون متناسب با شرایط سرویس‌دهی و تفسیر محتاطانه‌ی داده‌ها تأکید کرده است.

چرا باید کتاب آنالیز مکانیکی دینامیکی را بخوانیم؟

این کتاب امکان آشنایی گام‌به‌گام با DMA را فراهم کرده است؛ از مفاهیم پایه‌ی تنش، کرنش و رئولوژی تا تفسیر منحنی‌های مدول، گرانروی و انتقال‌ها. خواننده با مطالعه‌ی آنالیز مکانیکی دینامیکی می‌تواند نقش این روش را در تعیین محدوده‌ی عملکرد دمایی پلیمرها، پایش پخت گرماسخت‌ها، ارزیابی ساختار مولکولی و تکمیل داده‌های آنالیز حرارتی درک کند و در طراحی و تحلیل آزمون‌های مواد از آن بهره بگیرد.

خواندن این کتاب را به چه کسانی پیشنهاد می‌کنیم؟

مطالعه‌ی این کتاب به دانشجویان و پژوهشگران مهندسی پلیمر، مهندسی مواد، شیمی پلیمر و رشته‌های نزدیک پیشنهاد می‌شود. همچنین به مهندسان آزمایشگاه‌های آنالیز حرارتی و رئولوژی و افرادی که در توسعه، فرمولاسیون یا کنترل کیفیت مواد پلیمری و پوشش‌ها فعالیت می‌کنند توصیه می‌شود که به آن مراجعه کنند.