شماره ركورد
15296
شماره راهنما(اين فيلد مربوط به كارشناس ميباشد لطفا آن را خالي بگذاريد)
15296
پديد آورنده
روحالله قاسمي
عنوان
مطالعهي درهمشكني ديناميكي كامپوزيتهاي تقويت شده با الياف بافتهشده و نانو ذرات
مقطع تحصيلي
كارشناسي ارشد
رشته تحصيلي
مكانيك - جامدات
استاد راهنما
دكترشكريه
استاد مشاور
دكتر رضا مسلماني
چكيده
چكيده
مطالعهي آزمايشگاهي رفتار مكانيكي وابسته به نرخ كرنش كامپوزيتهاي با الياف بافتهشده دشوار و نيازمند صرف هزينههاي زيادي است. همچنين افزودن نانوذرات به اين كامپوزيتها، بر پيچيدگيها و هزينههاي انجام آزمايشها ميافزايد. بنابراين نياز است كه مدلهاي تحليلي مناسبي براي مطالعه رفتار مكانيكي كامپوزيتهاي با الياف بافته شده، توسعه يابند. بدينمنظور در اين پاياننامه يك مدل تحليلي مبتني بر اصول مايكرومكانيكي و با بكارگيري فرضيات سادهكننده براي كامپوزيتهاي با الياف بافتهشده توسعه يافته است. مدل مايكرومكانيكي توسعهدادهشده با در نظر گرفتن رفتار غيرخطي در مادهي زمينه، رفتار وابسته به نرخ كرنش الياف، مشخصات هندسي پارچه و حضور نانوذرات، ميتواند خواص كامپوزيت بافتهشدهي تقويت شده با نانوذرات را پيشبيني نمايد. براي اعمال رفتار غيرخطي و خواص مكانيكي وابسته به نرخ كرنش مادهي زمينه از معادلات ساختاري گولدبرگ استفاده شده است. همچنين براي پيشبيني مدول الاستيك و استحكام الياف تابعي از نرخ كرنش، از روابط تجربي استفاده شده است. مدل مايكرومكانيكي وابسته به نرخ كرنش توسعه داده شده با مشي بالا به پايين – پايين به بالا، پس از انتخاب المان حجمي معرف، ابتدا آن را به تعدادي زيرالمان كه بتوان آنها را به صورت يك كامپوزيت چندلايه در نظر گرفت، تقسيم ميكند. پس از آن با همگنسازي هر زيرالمان، خواص معادل زيرالمانها محاسبه ميشود و سپس با همگنسازي كل المان حجمي معرف، خواص كامپوزيت تعيين ميشود. منطق همگنسازي در تمامي مراحل از رهيافت همگنسازي چندلايهها پيروي ميكند كه در آن با ثابت فرض كردن مولفههاي كرنش داخل صفحهاي و مولفههاي تنش خارج صفحهاي همگنسازي صورت ميگيرد. براي ارزيابي مدل مايكرومكانيكي توسعه داده شده، نمونههاي برشي كامپوزيت شيشه/اپوكسي/CNF مطابق استاندارد ASTM D3518 ساخته شدند و نمونهها در سه سرعت بارگذاري 2، 75 و 250 ميليمتر بر دقيقه تحت آزمايش قرار گرفتند. نتايج آزمايشها افزايش مدول الاستيك برشي و استحكام برشي با افزايش سرعت بارگذاري را نشان ميدهد. مقايسه نتايج آزمايش برش داخل صفحهاي و نتايج حاصل از پيشبيني رفتار كامپوزيت با استفاده از مدل توسعهدادهشده، توانايي مدل در پيشبيني مدول برشي و استحكام برشي كامپوزيت بافتهشدهي تقويتشده با نانوذرات در نرخهاي كرنش مختلف را نشان ميدهد.
كلمات كليدي: كامپوزيت با الياف بافتهشده، نرخ كرنش، نانوذرات، مدل مايكرومكانيكي