17560

17560

به دست آوردن تنش هاي القايي در كامپوزيت هاي زمينه پليمري تقويت شده با الياف فلزي حافظه دار

كارشناسي ارشد

طراحي كاربردي

اسفند 1395

دكتر فتح اله طاهري بهروز

مكانيك

كامپوزيت‌هاي هيبريد با آلياژ حافظه‌دار يكي از انواع سازه‌هاي هوشمند مي‌باشد كه با توجه به كاربردهاي آن¬ها در صنايع هوافضا، مهندسي پزشكي، رباتيك، خودرو و ديگر رشته‌هاي مهندسي، شناخت خواص و مكانيزم¬هاي رفتاري آن¬ها بسيار حائز اهميت است. يكي از كاربردهاي اين كامپوزيت¬ها، استفاده از الياف پيش-كشيده شده آلياژ حافظه‌دار و فعال‌سازي آن¬ها به‌منظور ايجاد تنش و كرنش القايي در كامپوزيت زمينه است. در اين تحقيق با استفاده از شبيه‌سازي المان محدود به بررسي اثرات فعال‌سازي سيم حافظه‌دار در كامپوزيت زمينه كربن/اپوكسي پرداخته شده است. در ادامه با مقايسه نتايج شبيه سازي با نتايج آزمايشگاهي و پس از اطمينان از صحت نتايج حاصل از شبيه سازي، اثرات پارامترهاي مختلفي ازجمله نسبت حجمي سيم به ماده زمينه، مقدار كرنش اوليه سيم حافظه‌دار، دماي فعال‌سازي ماده حافظه‌دار و مدول الاستيك ماده زمينه بر روي كرنش القايي بررسي شده است. نتايج شبيه سازي نشان مي دهد كه با افزايش نسبت حجمي سيم به ماده زمينه، مقدار كرنش القايي افزايش مي يابد و افزايش مدول الاستيك ماده زمينه سبب كاهش مقدار كرنش القايي ناشي از فعال سازي سيم حافظه دار مي‌شود. همچنين شبيه سازي القاي كرنش ناشي از فعال سازي سيم براي مقادير مختلف پيش كرنش سيم حافظه دار انجام شده كه نتايج نشان مي دهد كه كرنش القايي در بازه اي از مقادير پيش كرنش سيم، مقدار بيشينه خود را داراست. اتصال بين سيم و ماتريس زمينه به دو صورت كامل و ضعيف مدل¬سازي شده و نتايج هر دو حالت با نتايج آزمايشگاهي مقايسه شده است. در ادامه نتايج جدايش سيم حافظه‌دار و پارامترهاي دخيل در آن مورد بررسي قرار گرفته است.

1396/04/14

1/1/1900 12:00:00 AM

Smart materials and structures have attracted the attention of scientific and engineering communities recently. Shape memory alloy hybrid composites (SMAHC) are a new class of smart materials that utilize the unique properties of SMAs which change their crystalline structure in response to change in temperature or stress. Due to their vast applications in aerospace, medical, automotive and robotics, it is important to understand their thermo-mechanical properties and behavioral mechanisms. By putting SMA wires within host materials like composites and using their shape memory effect and recovery stress, internal stress will be induced inside the host material. This research includes a study about the effects of activation of SMA wires in shape memory alloy wire-reinforcement composite using both experimental and finite element method. Then the effects of some parameters like SMA wires volume fraction, activation temperature of SMA material, the amount of pre-strain of wires and Young's modulus of host material has been investigated using finite element method. The bonding between the SMA wires and host material has been simulated in two types of perfect and imperfect bonding and the results compared with experimental data.