شماره ركورد
4660
شماره راهنما(اين فيلد مربوط به كارشناس ميباشد لطفا آن را خالي بگذاريد)
06 - 400 مكانيك
عنوان
بررسي تاثيرنسبت ابعادي المان حجمي معرف (RVE) در محاسبه مدول يانگ پليمرتقويت شده با نانولوله كربن
مقطع تحصيلي
كارشناسي
رشته تحصيلي
مكانيك
سال فارغ التحصيلي
1392
استاد راهنما
محمودمهرداد شكريه
موضوع ها
نانولولهكربن، نانوكامپوزيت , المان محدود , مدول الاستيسيته , المان حجمي معرف
نويسنده
سالم سويطي
چكيده
نانولولههاي كربن داراي خواص مكانيكي منحصر به فرد و فوقالعادهاي مانند مدول الاستيسيته واستحكام بالا ميباشند.از اين رو تقويتكنندههاي ايدهآلي براي كامپوزيتهاي با زمينه پليمري ميباشند وباعث بهبود خواص مكانيكي آنهاميگردند. كسرحجمي كمي ازنانولوله كربن درون پليمر، سفتي معادل نانوكامپوزيت حاصل را به ميزان قابل توجهي افزايش ميدهد. البته عوامل مختلفي مانند روش توزيع نانو ذرات در ماده زمينه، نحوه پيوند نانولوله و پليمر و همچنين جهتگيري تصادفي نانولولهها، بر نحوه تأثير نانولوله كربن بر خواص مكانيكي نانوكامپوزيتها تأثير گذارهستند.
در اين تحقيق، با در نظرگرفتن يك المان حجمي معرف (RVE) مكعبي از درون يك نانوكامپوزيت، ضمن محاسبه مدول يانگ نانوكامپوزيت پليمري تقويت شده با نانولوله كربن، نحوه تأثير تغييرات ابعادي نانولوله وRVEبر نتايج مدلسازي بدست آمدهاند. لازم به توضيح است كه المان حجمي شامل يك نانولوله وماتريس پليمري محيط بر آن ميباشد كه فرض ميشود داراي خواص همسانگرد عرضي است.در ابتدا به كمك روشهاي تحليلي، مدول يانگ موثر المان حجمي معرف با استخراج مدول الاستيك طولي و عرضي پيش بينيشده است. سپس براي بررسي دقيقتر، روش المان محدود براي تحليل سه بعدي المان حجمي معرف توسط نرم افزار آباكوس،بهكاربرده شده است.انتقال نيرو بين نانولوله و ماتريس در ابتدا بدون فازواسط مدلشده است،سپس تأثير فاز واسط براي انتقال نيرو درنظرگرفته شده و اثرسفتي و ضخامت آن نيز مطالعه شده است.اثر تغييرات ابعاد RVEدر درصدهاي مختلف حجمي نانولوله كربن،روي مدول يانگ موثر آن بررسي شده است.
نتايج حاكي از آن است كه درصد حجميكربن اثر قابل توجهي روي مدول الاستيسيته دارد ودر يك درصد حجميثابت با تغيير هركدام ازپارامترهاي طول يا عرض المان حجمي معرف، خصوصاً مدول الاستيسيته طولي به طور قابل ملاحظه اي تغيير ميكند. براي بررسي صحت مدلسازي، نتايج حاصل شده از روش المان محدود بانتايج رابطه هالپين – تساي مقايسه شده است. در انتها نيز براي بدست آوردن ابعاد المان حجمي مناسب در يك درصد حجمي كربن معين، نتايج بدست آمده به ازاي يك كسر حجمي معين كه با رابطه هالپين – تساي همخوانيدارد، به عنوانابعاد مناسب المان حجمي معرف پيشنهاد شدهاند.
كليدواژه ها
نانولولهكربن، نانوكامپوزيت , المان محدود , مدول الاستيسيته , المان حجمي معرف