شماره ركورد
28256
پديد آورنده
سجاد نيازي انگيلي
عنوان
شبيه سازي عددي رفتار مكانيكي، حرارتي و الكتريكي لايه محافظ كامپوزيت پليمري در مقابل صاعقه
مقطع تحصيلي
كارشناسي ارشد
رشته تحصيلي
مهندسي مكانيك
سال تحصيل
1400
تاريخ دفاع
1402/02/19
استاد راهنما
محمود مهرداد شكريه
دانشكده
مكانيك
چكيده
در اين تحقيق به بررسي روشهاي محافظت از كامپوزيتهاي پليمري در برابر اصابت صاعقه پرداخته شدهاست. ابتدا به بررسي فيزيك مسئله پرداخته شدهاست و در ادامه تئوري نفوذ و آستانهي نفوذ به صورت جامع بيان و انواع عوامل موثر بر آن، تشريح و ارزيابي شدهاست. در پژوهش حاضر براي كاهش خرابي كامپوزيت پليمري، لايهي محافظ در برابر اصابت صاعقه طراحي و خواص آن بوسيلهي مدلهاي ميكرومكانيك محاسبه شدهاست. پژوهشهاي مختلف نشان ميدهد كه در اثر اصابت صاعقه بر سطح كامپوزيت، جريان الكتريكي همراه با گرماي زياد ايجاد ميگردد. براي كاهش آسيبهاي ناشي از اصابت صاعقه ميبايست خواص هدايت الكتريكي و هدايت حرارتي كامپوزيت به ميزان مطلوبي افزايش يابند. براي دستيابي به اين امر، ماتريس پليمري، الياف تقويت كننده و نانوساختارهاي موجود در كامپوزيت مورد بررسي قرار گرفتهاند و مدلهاي متنوعي از كامپوزيت پليمري با قابليت حفاظت در برابر اصابت صاعقه ارائه شدهاست، كه هركدام نقاط قوت و ضعف مربوط به خود را داشتهاند. براي بررسي عميق تر اين مفاهيم، تئوري دقيقي به نام تئوري نفوذ الكتريكي مورد بررسي قرار گرفتهاست كه بوسيله آن ميتوان كامپوزيت بهينهاي را بعنوان پوشش محافظ طراحي نمود. ضمنا رفتار مكانيكي كامپوزيت چند لايه با پوشش كامپوزيتي تحت اصابت صاعقه بررسي و ميزان خرابي ايجاد شده مورد مطالعه قرار گرفتهاست. درادامه براي بدست آوردن بار نهايي نمونهها، مدل خرابي پيشرونده بكارگرفته شدهاست. همچنين پديدهي انفجار هوا ناشي از اصابت صاعقه نيز مورد مطالعه قرار گرفتهاست.
تاريخ ورود اطلاعات
1402/02/24
عنوان به انگليسي
Numerical simulation of mechanical, thermal, and electrical behavior of polymeric composite’s protective layer against lightning strike
تاريخ بهره برداري
5/8/2024 12:00:00 AM
دانشجوي وارد كننده اطلاعات
سجاد نيازي انگيلي
چكيده به لاتين
In the present study, lightning protection methods for polymer composites have been investigated. First, the fundamental physics of the problem was studied, and then the theory of percolation and percolation threshold, as well as their contributing variables, were described and evaluated in detail. To reduce polymer composite damage, lightning strike protection (LSP) was designed, and its properties were calculated using micromechanics models in the current study. Numerous research findings indicate that, when lightning strikes the composite surface, an electric current as well as an extensive amount of heat are generated. The composite’s electrical and thermal conductivity should be enhanced in order to minimize lightning-related damage. To accomplish this, the polymer matrix, reinforcing fibers, and nanostructures in the composite were evaluated, and several models of polymer composites with the ability to protect against lightning strikes were presented, each with its own strengths and limitations. To investigate these concepts in greater depth, the theory of electric percolation, a precise theory by which an optimal composite can be designed as a LSP, was investigated. In addition, the mechanical behavior of a multi-layer composite with LSP under the lightning strike was investigated, and the amount of damage caused was examined. The progressive damage model (PDM) was then used to determine the ultimate load of the samples. The phenomenon of air blast overpressure (ABO) due to lightning was also investigated.
كليدواژه هاي فارسي
اصابت صاعقه , كامپوزيت پليمري
كليدواژه هاي لاتين
Lightning strike , Polymer composite
Author
Sajad Niazi Angili
SuperVisor
Mahmood Mehrdad Shokrieh