21586

21586

ساخت و مشخصه يابي تجربي خواص مكانيكي الاستومرهاي مغناطيسي

كارشناسي ارشد

سازه و بدنه

1395

1398/8/27

دكتر حامد سعيدي گوگرچين

خودرو

رفتار الاستومرهاي مورد استفاده در سيستم‌هاي خودرو از دو جنبه قابل بررسي و مطالعه است. رويكرد اول، مطالعه پاسخ مكانيكي الاستومرها در فركانس‌هاي مختلف است كه نتايج حاصل از اين مطالعات را مي توان در تحليل‌هاي ارتعاشاتي، ديناميكي و كنترلي مورد استفاده قرار داد. ديدگاه دوم بررسي و مطالعه سازه‌اي و استحكامي اين دسته مواد از است كه به دليل آسيب‌پذيري بيشتر الاستومرها در مقابل سازه‌هاي فلزي مورد استفاده در خودرو مورد اهميت مي‌باشد. در اين پايان نامه به منظور مطالعه استحكام و تخمين عمر الاستومرهاي مغناطيسي به چگونگي ساخت و مشخصه‌يابي تجربي ثوابت مادي آن‌ها براي دستيابي به نحوه توزيع تنش پرداخته شده است. الاستومر مغناطيسي مورد مطالعه در اين پژوهش از سيليكون دو جزئي به عنوان ماتريس زمينه و پودر كربونيل آهن به عنوان ذرات تقويت كننده ساخته شده است. قابل ذكر است كه نمونه‌هاي مورد آزمايش حاوي درصد حجمي‌هاي (0، 15 و 30) مختلفي از پودر كربونيل آهن هستند و در چند ميدان‌ مغناطيسي مختلف (صفر تسلا، 1/0 تسلا و 2/0 تسلا) مورد آزمايش قرار گرفته‌اند. در پژوهش حال حاضر ماده مورد مطالعه از جهت ساختاري به صورت مگنتو-هايپر-ويسكوالاستيك در نظر گرفته شده است و جهت مشخصه¬يابي ثوابت هايپرالاستيك، ويسكوالاستيك و مگنتوالاستيك الاستومر مغناطيسي از مدل ساختاري موني-ريولين دوپارامتري و مدل ماكسول استفاده شده است؛ همچنين به اين منظور، تست‌هاي فشاري تك محوره و يكنواخت، جهت استخراج ثوابت هايپرالاستيك و مگنتوالاستيك و تست‌هاي فشاري تك محوره و يكنواخت رهايش، جهت استخراج ثوابت ويسكوالاستيك انجام شده است. براي استخراج ثوابت مادي نمونه‌ها از برازش منحني به روش كمترين مربعات خطا‌ي غيرخطي استفاده شده است. در اين پژوهش پس از استخراج ثوابت مادي نهايتا مدل‌سازي كوپل به كمك روش اجزا محدود توسط نرم افزار كامسول به منظور اعتبارسنجي نتايج انجام گرفته است.

1398/10/25

Manufacture an experimental characterization of mechanical properties of magneto-rheological elastomers

11/21/2020 12:00:00 AM

In this thesis, magneto-hyper-viscoelastic responses of magnetorheological elastomers (MREs) subjected to uniaxial compression loadings and induced by magnetic fields are experimentally and numerically studied. Unlike many investigations on the rheological models (representing a simplified one-dimensional response of MRE), in order to prepare the input material data for three-dimensional stress and fatigue analysis of advanced structures enhanced by MRE, a procedure is proposed to characterize and determine material constants for a newly-developed magneto-hyper-viscoelastic constitutive model. Utilizing some uniaxial compression tests in the presence and absence of the magnetic field as well as the procedure, hyper-elastic, magneto-elastic, and viscoelastic constants are determined. In order to verify the procedure, the numerical predictions of hysteresis responses of MRE are compared with the experimental analysis. Since the extracted coefficients are used in the numerical simulations, acceptable agreements between the predictions and the observations confirm the accuracy of the proposed procedure.