نوقشت اطروحة الدكتوراه للباحث محمد جميل زيدان في كلية الهندسة جامعة البصرة بعنوان الدراسة التجريبية والنظرية لعملية التشكيل الحراري بالسحب العميق للبولي إيثيلين عالي الكثافة المدعَّم  وتُقدم  (CFs-HDPE). ونظرًا للطلب الصناعي المتزايد على المواد المركبة خفيفة الوزن وعالية الأداء والقوة، والتي تُستخدم على نطاق واسع في مجالات مثل النقل والطائرات والطائرات المُسيّرة والمنتجات الاستهلاكية وغيرها، فقد تم اعتماد منهجية تجمع بين العمل التجريبي والمحاكاة العددية باستخدام برنامج ABAQUS/CAE لدراسة عملية التشكيل لهذه الألواح المركبة تحت متغيرات عملية مختلفة، وهي: درجة الحرارة، عمق التشكيل، وسرعة اللكم.

في الجانب التجريبي، تم تصميم قوالب تصنيع الألواح، ومن ثم إنتاج ألواح CFs-HDPE. بعد التصنيع، تم تقطيع الألواح إلى مربعات بقياس 100 مم. تم تصميم قالب التشكيل بحيث يتكون من ثلاثة أجزاء رئيسية: القالب السفلي، ومثبت اللوح، والمكبس. تم تشكيل المربعات باستخدام القالب بحسب معايير عملية التشكيل التالية: درجات حرارة 70 و80 و90 درجة مئوية، وسرعات مكبس 0.25 و0.5 و0.75 ملم/ثانية، وأعماق تشكيل 10 و20 و30 ملم.

خلال عملية التشكيل، تم ملاحظة عدة عيوب مثل: التمزق، التجعيد، تفاوت السماكة، والانصهار. ومن خلال المحاكاة العددية، تم تحليل أنواع الإجهاد والانفعال، وانفصال التلامس (COPEN)، وضغط التلامس (CPRESS)، وطاقة العمل الخارجية (ALLWK)، وتوزيع الانسياب حسب معيار AC Yield، بالإضافة إلى دراسة تأثير كل من درجة الحرارة وعمق التشكيل على قوة التشكيل. وقد تم بناء شبكة عنصرية باستخدام عنصر CAX4R، وهو عنصر رباعي العقد متماثل محوريًا ثنائي الخطي من نوع رباعي الوجوه.

أظهرت النتائج أن زيادة درجة الحرارة تُقلل من قوة التشكيل، بينما تؤدي زيادة عمق التشكيل إلى زيادتها. وقد تبيّن أن أفضل معايير للعملية كانت عند درجة حرارة بين 80 و90 درجة مئوية، وسرعة مكبس 0.25 ملم/ثانية، وعمق تشكيل 10 ملم. وعند هذه الظروف، تراوحت قوى التشكيل التجريبية بين 1600 و1700 نيوتن.

من خلال التحقق من نتائج المحاكاة، تبيّن أن متوسط نسبة الخطأ في التنبؤ بسماكة اللوح بين النتائج التجريبية والمحاكاة كان أقل من 3%. وتقتصر نتائج هذه الدراسة على البولي إيثيلين عالي الكثافة المدعَّم بألياف الكربون (CFs-HDPE) بنسبة حجمية 90% HDPE و10% CFs. ويمكن اعتبار هذه الأطروحة مرجعًا موثوقًا لأبحاث مستقبلية تبني على النتائج التي تم التوصل إليها. .