• شماره ركورد
    28562
  • پديد آورنده

    علي ديانتي

  • عنوان
    بررسي و ارزيابي مدل‌هاي شبيه‌سازي مايكرومكانيك رفتار كامپوزيت‌هاي پليمري با توزيع تصادفي پركننده‌ها
  • مقطع تحصيلي
    كارشناسي ارشد
  • رشته تحصيلي
    مكانيك
  • سال تحصيل
    1399
  • تاريخ دفاع
    1402/3/23
  • استاد راهنما
    محمود مهرداد شكريه
  • استاد مشاور
    هادي مشرف زاده-ثاني
  • دانشكده
    مكانيك
  • چكيده
    تاكنون محققين روش‌هاي گوناگوني را براي مدل‌سازي و شبيه‌سازي عددي كامپوزيت‌هاي اليافي در مقياس مايكرو ارايه كرده‌اند. از آنجايي كه در شبيه‌سازي هاي عددي، حجم محاسبات جزو محدوديت‌هاي مهم به شمار مي‌آيد، عملاً مدل كردن يك قطعه كامپوزيتي با تعداد پرشمار الياف امكان پذير نيست. از اين رو مدل‌سازي يك جزء ‌حجمي‌معرف به عنوان روشي متداول در اينگونه شبيه‌سازي‌‌ها شناخته شده است. در شبيه‌سازي‌هاي انجام شده توسط محققين كمتر به موضوع مهم انتخاب ابعاد حجم معرف پرداخته شده است. در حالي كه انتخاب ابعاد مناسب اين جزء حجمي، اولين گام در يك شبيه‌سازي صحيح محسوب مي‌شود.به اين منظور، جزءهاي ‌حجمي‌معرف زيادي كه شامل تعدادي الياف‌كوتاه همسو شده با توزيع تصادفي در زمينه پليمري‌اند توسط نرم افزار اجزاء محدود مدل‌سازي مي‌شوند. با درنظر گرفتن تاثير پارامترهايي نظير ضريب‌منظريِ حجم‌معرف ، ضريب‌منظري الياف‌كوتاه ، و همچنين كسر‌حجمي‌الياف‌كوتاه بر مدول الاستيسيته‌ي كامپوزيت در جهت طولي و عرضي، ابعاد بهينه حجم معرف بدست مي‌آيد. سپس، بوسيله مدل‌هاي شبيه‌سازي مايكرومكانيك، رفتار كامپوزيت‌هاي پليمري حاوي الياف‌كوتاه همسو شده داراي توزيع تصادفي با روش اجزاء محدود مقايسه شد. اين ارزيابي در دو قسمت، براي كسر حجمي‌هاي زياد (High Volume Fraction) و كسر حجمي‌هاي كم (Low Volume Fraction) به ازاي ضرايب‌منظري متفاوت انجام شد. نتايج نشان مي‌دهد با توجه به اينكه در اغلب موارد ضريب منظري نانو ذرات زياد مي‌باشد، در محدوده كسر‌حجمي‌هاي زياد مناسبترين مدل براي پيش‌بيني خواص نانو كامپوزيت ها مدل كاكس مي باشد. ضمنا در محدوده كسر‌حجمي‌هاي كم مدل هالپين-تساي و نيلسون از بالاترين دقت براي پيش‌بيني خواص نانوكامپوزيت ها برخوردار هستند.
  • تاريخ ورود اطلاعات
    1402/05/03
  • عنوان به انگليسي
    Investigation and eva‎luation of micromechanical simulation models of the behavior of polymer composites with random distribution of fillers
  • تاريخ بهره برداري
    6/12/2024 12:00:00 AM
  • دانشجوي وارد كننده اطلاعات

    علي ديانتي

  • چكيده به لاتين
    So far, researchers have presented various methods for modeling and numerical simulation of fiber composites on the micro-scale. Therefore, many researchers prefer to use the representative volume elements (RVE) in their modeling. This RVE must have the same mechanical properties as the original composites on a macro scale. It is clear that the biggest RVE is physically closer to real conditions, but it encounters a huge amount of numerical calculations. On the other hand, the small selection of the representative volume element would also remove it from reality. In simulations carried out by researchers, the important topic of selecting representative volume dimensions is discussed. While choosing the appropriate dimensions of this RVE is the first step in a correct simulation. The primary purpose of this research is to find the best dimensions of the RVE of short fiber-reinforced composites by using the finite element simulation. In this regard, several RVEs, including some aligned short fibers with random distribution in a polymer matrix have been constructed. In these models, the effects of some parameters such as the aspect ratio of RVE, and volume fraction of the short fibers on the elastic modulus of the composite in dimension of longitudinal and transverse were studied to find the optimum size of RVE. Then, by the simulation of analytical micro-mechanical models, the behavior of polymer composites with random aligned short fiber distributed is compared with finite element method. This eva‎luation was performed in two parts for a high volume fraction (high volume fraction) and a low volume fraction for different aspect ratio .The results show that since in most cases, the aspect ratio of nanoparticles is high , in the range of high aspect ratios, the most appropriate model to predict the properties of nanocomposites is cox model .Also in the low range of volume fractions, the Halpin-tsai and Nielson model have the highest accuracy for predicting the properties of nanocomposites.
  • كليدواژه هاي فارسي
    جزء حجم معرف , مدول يانگ , حل اجزاء محدود , روش‌هاي تحليلي
  • كليدواژه هاي لاتين
    Representative Volume Element , Young Modulus , Finite Element Method , Closed Form Solution
  • Author
    Ali Dianati
  • SuperVisor
    Mahmood Mehrdad Shokrieh