مدلسازي سفتي نانوكامپوزيت نانولوله كربني/اپوكسي با استفاده از مكانيك محيط پيوسته غيركلاسيك

كارشناسي ارشد

چكيده هدف از اين پژوهش محاسبه سفتي نانوكامپوزيت پليمري تقويت‌شده با نانولوله كربن با استفاده از مكانيك محيط پيوسته غيركلاسيك و روابط كلاسيك ميكرومكانيك مي‌باشد. در اين پژوهش با در نظر گرفتن فرضيات حاكم بر تئوري مكانيك محيط پيوسته غيركلاسيك، ماده تقويت‌كننده در ابعاد نانو به يك جسم پيوسته تعميم¬يافته تبديل مي¬گردد كه پديده¬هاي مهمي نظير اثرات اندازه را دربربگيرد. اين تبديل، به صورتي انجام مي‌پذيرد معادله ساختاري ارائه شده براي نانولوله از انطباق مناسبي با نتايج آزمايشگاهي و شبيه¬سازي اتمي برخوردار باشد. سپس با استفاده از روابط ميكرومكانيكي نانولوله توخالي به يك الياف معادل توپر تبديل مي¬گردد تا بتوان از آن در مدل¬هاي كلاسيك ميكرومكانيك استفاده نمود و خواص نانوكامپوزيت را محاسبه نمود. خواص اين الياف معادل توپر بصورت ايزوتروپيك عرضي خواهد بود. بدين ترتيب دو فرض پيوسته بودن تقويت¬كننده و توپر بودن آن از اين طريق تأمين مي¬گردد. در نهايت با بكارگيري خواص الياف معادل و خواص بستر پليمري و استفاده از مدل¬هاي ميكرومكانيك، خواص نانوكامپوزيت محاسبه خواهد شد. از آنجايي كه اثرات اندازه در ابعاد كوچك مطرح مي¬گردد بنابراين در بررسي خواص نانوكامپوزيت هم نانولوله¬هاي بلند و هم نانولوله¬هاي كوتاه مورد ارزيابي قرار مي¬گيرند و برخلاف اكثر تحقيقات تنها روي نانوكامپوزيت¬هاي حاوي نانولوله¬هاي بلند تمركز صورت نخواهد گرفت. مزيت اين مدل جديد آن است كه توانايي بررسي اثرات اندازه و نيز تأثير مشخصات هندسي نانولوله روي خواص نهايي نانوكامپوزيت را دارد. برخلاف بسياري از مدل‌هاي ارائه شده نه تنها از روابط و مدلسازي‌هاي پيچيده استفاده نكرده، بلكه با استفاده از تئوري¬هاي مكانيك محيط پيوسته غيركلاسيك و اعمال آن روي اجزاء مكانيكي نظير ميله و تير، تأثيرات اين پديده را با سرعت بسيار بالايي مورد ارزيابي قرار داده و با نتايج اتمي نيز مطابقت مناسبي دارد. واژه‌هاي كليدي: نانولوله كربن، نانوكامپوزيت، مكانيك محيط پيوسته غيركلاسيك، اثرات اندازه

184156

دانشگاه علم و صنعت ايران

مكانيك - طراحي كاربردي

دكتر محمود مهرداد شكريه