20810

۲۰۸۱۰

بررسي تجربي تاثير افزودن درصدهاي وزني متفاوت از نانورس، روي رفتار شكست نانوكامپوزيتهاي پايه پليمري قرار گرفته در معرض نيروي برشي خارج از صفحه

كارشناسي ارشد

مهندسي مكانيك

۱۳۹۵-۱۳۹۷

۱۳۹۷/۱۱/۳۰

دكتر مجيدرضا آيت اللهي

مكانيك

هدف از اين پژوهش مطالعه تجربي تاثير افزودن درصدهاي وزني متفاوت از نانورس، روي رفتار شكست نانوكامپوزيتهاي پايه پليمري قرار گرفته تحت بارگذاري برشي خارج از صفحهاي مي باشد. با تمركز بر موضوع شكست نانوكامپوزيتهاي زمينه پليمري حاوي نانورس دريافت گرديد كه بررسي رفتار شكست نانوكامپوزيتهاي زمينه پليمري حاوي نانورس تحت بارگذاري مود III خالص و بارگذاري تركيبي I/III انجام نشده است. در اين پژوهش تاثير افزودن درصدهاي وزني 1 و 3 درصد از نانورس روي خواص شكست نانوكامپوزيت با زمينه اپوكسي بررسي گرديد. مقادير چقرمگي شكست نمونهها با استفاده از روش انتگرال جي و مدلسازي نمونه ها مطابق با اندازه واقعي آنها در نرم افزار آباكوس به دست آورده شد. نتايج به دست آمده نشان ميدهد كه افزايش سهم بار برشي خارج از صفحه اي از بارگذاري مود I خالص تا بارگذاري مود III خالص، با افزايش چقرمگي شكست مؤثر نمونههاي رزيني خالص و نانو كامپوزيت همعراه است. همچنين نتايج تجربي به دست آمده نشان ميدهد كه با افزايش درصد وزني نانورس تا 3 درصد وزني، چقرمگي شكست نمونههاي نانوكامپوزيت نسبت به رزين خالص افزايش مييابد، بيشترين ميزان تقويت در بارگذاري مود I خالص در حدود 4 / 31 درصد، در بارگذاري تركيبي I/III در حدود 3 / 22 درصد و در بارگذاري مود III خالص در حدود 5 / 18 درصد ميباشد. براي توجيه روند نتايج به دست آمده در مودهاي مختلف بارگذاري، سطح شكست نمونه هاي رزيني خالص و نانوكامپوزيت با استفاده از تصاوير SEM مورد بررسي قرار گرفت . همچنين ساز و كارهاي مؤثر در افزايش چقرمگي شكست نمونهها شناسايي گرديدند.

1398/04/29

An experimental study on the effect of adding different weight percents of nanoclay on the fracture behavior of polymeric base nanocomposites subjected to out of plane shear force

2/19/2019 12:00:00 AM

The purpose of the present research is to conduct an experimental study on the effect of adding different weight percents of nanoclay on the fracture behavior of polymeric base nanocomposites exposed to out of plane shear loading. By focusing on the problem of polymeric base nanocomposites containing nanoclay realized that the fracture behavior of polymeric base nanocomposites containing nanoclay has not been done under the loading of pure mode III and I / III mixed mode loading conditions. In this research, the effect of adding 1% and 3% weight percent of nanoclay on the fracture properties of epoxy base nanocomposite was investigated. The fracture toughness values of the samples were obtained using the J-integral method and modeling of the samples in accordance with their actual size in Abaqus software. The results show that increasing the out of plane shear load contribution from the loading of pure mode I to the loading of the pure mode III is accompanied by an increase in the effective fracture toughness of pure resin and nanocomposite samples. Also, the experimental results show that by increasing the weight percentage of nanoclay up to 3 wt%, the effective fracture toughness of the nanocomposite samples compared to pure resin is increased, the highest improvement in the pure mode I loading is about 31.4%, In the I / III mixed mode loading is about 22.3% and in the pure mode III loading is about 18.5%. In order to justify the results obtained in different loading modes, the fracture surfaces of pure resin and nanocomposite samples was investigated using SEM images. Also, effective mechanisms for increasing the fracture toughness of the samples were identified.