تعيين پارامترهاي قانون كشش-جدايش در چسب هاي تقويت شده با ذرات نانو

كارشناسي ارشد

استفاده از ذرات نانو در بهبود رفتار مكانيكي چسب ها و رزين ها كاربرد زيادي پيدا كرده است. يكي از كاربردهاي مهم ذرات نانو در چسب ها و رزين ها، بهبود رفتار شكست اين مواد مي باشد. ذرات نانو بسته به نوع، هندسه و درصد وزني آنها مي توانند اثرات متفاوتي را در رفتار شكست چسبها و رزين ها تحت مودهاي مختلف بارگذاري بگذارند. همچنين مدل ناحيه چسبناك نيز براي مدل سازي آسيب مكانيكي جايگاه ويژه اي پيدا كرده است. هدف از اين پژوهش بررسي تاثير نانو لوله هاي كربني چند ديواره بر رفتار شكست چسبهاي پايه اپوكسي تحت مود هاي بارگذاري I و II با استفاده از آزمونهاي آزمايشگاهي و مدل سازي عددي ميباشد. در اين پژوهش تاثير ذرات نانو لوله هاي كربني چند ديواره (MWCNTs ) با درصد هاي مختلف وزني 0.1 ، 0.3 و 0.5 جهت محاسبه انرژي شكست در چسب پايه اپوكسي تحت بارگذاري مود I و II و در نهايت بدست آوردن مدل ناحيه چسبناك به روش مستقيم مورد مطالعه قرار گرفته است. نتايج آزمونها نشان داد افزودن نانولوله هاي كربني چند ديواره باعث افزايش انرژي شكست در درصد هاي وزني 0.1 و 0.3 در مود I بارگذاري ميشود كه بيشترين ميزان بهبود انرژي شكست مود I در اثر افزودن 0.3 درصد وزني نانو لوله هاي كربني برابر با 113درصد نسب به چسب خالص بدست آمد. همچنين تحت مود II بارگذاري بيشترين ميزان بهبود انرژي شكست در اثر افزودن 0.1 درصد وزني نانو لوله هاي كربني برابر با 19درصد بدست آمد. با افزايش درصد هاي وزني نانو لوله هاي كربني از 0.3 براي اتصالات تحت مود I و از 0.1 براي اتصالات تحت مود II، ميزان انرژي شكست چسب روند نزولي به خود گرفت كه دليل آن كلوخگي ذرات بوده است. با توجه به عكس هاي SEM با افزودن نانولوله هاي كربن چند ديواره مكانيزم هايي نظير بيرون كشي، جدايش و پل زني ترك به وجود مي آيد كه افزايش انرژي شكست را به همراه دارد. رفتار شكست چسب تقويت شده با نانو لوله هاي كربني تحت مود هاي بارگذاري اول و دوم با استفاده از مدل ناحيه چسبناك مورد مدلسازي قرار گرفت. براي بدست آوردن پارامترهاي مدل ناحيه چسبناك از روشي بر پايه نرمي معادل استفاده شد. نتايج آزمايشگاهي و عددي مطابقت خوبي با همديگر داشتتند.

190317

دانشگاه علم و صنعت ايران

طراحي كاربردي

دكتر هادي خرمي شاد