شماره ركورد
15236
شماره راهنما(اين فيلد مربوط به كارشناس ميباشد لطفا آن را خالي بگذاريد)
15236
پديد آورنده
بهنـام صبـوري
عنوان
بررسي تأثير نيروي برشي خارج از صفحه بر رفتار شكست پليمر ترد و نانوكامپوزيت نانولوله كربن/ اپوكسي
مقطع تحصيلي
دكتري
رشته تحصيلي
طراحي كاربردي
سال تحصيل
آبانماه 1394
تاريخ دفاع
آبانماه 1394
استاد راهنما
دكتر مجيدرضا آيت اللهي
دانشكده
مكانيك
چكيده
چكيده
پژوهش حاضر با هدف مطالعه تئوري و آزمايشگاهي اثر بار برشي خارج از صفحه بر رفتار شكست مواد ترد در قالب بررسي شكست آنها در شرايط بارگذاري تركيبي غيرصفحهاي انجام شده است. در بخش تئوري اين پژوهش، دو معيار شكست MTSED و GMTS كه در گذشته براي مواد همگن با رفتار الاستيك خطي و در معرض بارگذاري مركب I/II ارائه شده بودند، به بارگذاري مود تركيبي كلي I/II/III توسعه داده شدهاند. صحهگذاري نتايج معيار MTSED توسعه يافته در مودهاي تركيبي مختلف، از طريق مقايسه با نتايج تجربي گزارش شده در مراجع صورت گرفته است. در خصوص معيار GMTS توسعه يافته، به علت نبود نتايج آزمايشگاهي مورد نياز در حالت مودهاي مركب غيرصفحهاي، مقايسه مشابهي تنها براي مود تركيبي I/II انجام شده است.
براي انجام مطالعات آزمايشگاهي شكست مواد تحت تأثير بار برشي خارج از صفحه، فيكسچر بارگذاري جديدي به منظور اعمال مود تركيبي I/III طراحي شده است. تحليلهاي المان محدود صورت گرفته نشان ميدهد كه اين فيكسچر علاوه بر مودهاي I و III خالص، امكان اعمال بارگذاري تركيبي I/III با پراكندگي مطلوبي بين آن دو مود خالص را نيز فراهم ميكند. تأييد كارآيي فيكسچر طراحي شده در عمل، با انجام آزمايشهاي شكست پليمر ترد PMMA توسط آن و مقايسه نتايج به دست آمده با پيشبينيهاي معيار شناخته شده MTS صورت گرفته است. سپس، با استفاده از فيكسچر طراحي شده، آزمونهاي شكست مودهاي I و III خالص و يك مود تركيبي I/III بر روي نمونههاي اپوكسي خالص و نمونههاي نانوكامپوزيتي پايه اپوكسي حاوي نانولولههاي كربني چندجداره عاملدار شده انجام شده است. در اين آزمونها كه براي بررسي اثر بار برشي خارج از صفحه بر رفتار شكست نانوكامپوزيتها در نظر گرفته شدهاند، درصدهاي وزني انتخاب شده براي محتواي نانولولههاي كربن نمونهها، 1/0، 5/0 و 1 درصد هستند. نتايج نشان ميدهد كه با افزايش درصد وزني نانولولههاي كربن، چقرمگي شكست مود I نمونههاي نانوكامپوزيت نسبت به اپوكسي خالص افزايش مييابد، ولي بيشترين ميزان تقويت آن، متعلق به درصد وزني 5/0 بوده است. از طرفي، در هر يك از مودهاي شكست III و مود تركيبي I/III نيز مقاومت شكست ماده با افزايش ميزان نانولولههاي كربن روند صعودي دارد، ولي اين روند تا 1 درصد وزني نيز ادامه مييابد. در نهايت نيز، با مطالعه سطح شكست نمونههاي آزمون به كمك تصاوير ميكروسكوپ الكتروني روبشي، شناسايي مكانيزمهايي مؤثر بر چقرمگي شكست نمونههاي نانوكامپوزيت صورت گرفته است.
واژههاي كليدي: بار برشي خارج از صفحه، معيار شكست، چقرمگي شكست، نانولوله كربن، نانوكامپوزيت