12844

12844

انتشار امواج الاستيك در نانوكامپوزيتهاي حاوي ذرات كروي با توزيع تصادفي

دكتري

مكانيك گرايش طراحي كاربردي

اسفند 1392

اسفند 1392

دكتر كامران دانشجو

چكيده در اين رساله بصورت تحليلي به بررسي انتشار امواج الاستيك طولي در مواد مركب حاوي نانو ذرات كروي با توزيع تصادفي پرداخته شده است. رويكرد تحليلي بر مبناي معادلات بنيادي حاكم بر مسائل محيطهاي پيوسته الاستيك نظير معادلات تعادل و سازگاري استفاده شد. با توجه به ماهيت تصادفي بودن محيط، از يك روش ميانگين¬گيري آماري جهت بدست آوردن مشخصه¬هاي انتشاري موج ميانگين استفاده گرديد. جهت مدلسازي مسئله روشهاي مختلف موجود بررسي گرديد و در يك مطالعه مقايسه¬اي، توانايي هر مدل در بيان رفتار مورد انتظار بررسي گرديد. از جمله مدلهاي مورد بررسي مي توان به مدل فولدي و واترمن تروئل از مجموعه روشهاي ميدان موثر و نيز مدل سابينا-ويليس و يانگ از مجموعه روشهاي محيط موثر اشاره نمود كه در اين تحليل بكار گرفته شد. با توجه به ابعاد ذرات در مقياس نانو و اهميت اثرات تنشهاي سطحي، از مدل گورتينگ-مورداك كه مبناي الاستيسيته سطحي است جهت مدلسازي اين اثرات استفاده شد. همچنين از اثرات انرژي سطحي صرفنظر گرديد. بر اساس اين مدل اثرات سطحي بصورت لحاظ كردن يك غشاء نازك بدون جرم كه به دو طرف محيط متصل شده و داراي ثابتهاي الاستيك مشخص است مدل مي¬گردد. سرعت فازي، ميرايي و خواص موثر ديناميكي نرمال در اين مواد مركب بر حسب پارامترهايي نظير عدد موج نرمال و درصد حجمي نانو ذرات مورد بررسي قرار گرفت. نتايج نشان داد كه رفتار انتشاري موج علاوه بر تغيير بر حسب اين پارامترها، بصورت قابل ملاحظه¬اي متاثر از تنشهاي سطحي در فصل مشترك نانو ذرات با ماتريس است. واژه‌هاي كليدي: نانو ذرات كروي، مواد مركب، انتشار موج الاستيك، توزيع تصادفي، الاستيسيته سطحي.