عنوان
تعيين خواص مكانيكي ناحيه بين‌وجهي سيم‌هاي حافظه‌دار و زمينه پليمري در بارگذاري ديناميكي
نويسنده اصلي
حميدرضا فتحي
مقطع تحصيلي
كارشناسي ارشد
چكيده
نگراني اصلي در استفاده از كامپوزيت‌هاي تقويت‌شده با سيم‌هاي حافظه‌دار جدايش سيم از زمينه پليمري حين اعمال بارهاي مختلف مي‌باشد. ازاين‌رو تعيين خواص بين وجهي سيم و زمينه پليمري و همچنين تعيين توزيع تنش در كامپوزيت‌هاي حاوي سيم‌هاي حافظه‌دار از اهميت ويژه‌اي برخوردار است. در پايان‌نامه پيش رو با استفاده از قانون حداقل انرژي مكمل و روابط تئوري الاستيسيته يك مدل تحليلي جديد براي محاسبه تنش‌هاي بين وجهي سيم حافظه‌دار و زمينه پليمري ارائه شد. در مدل حاضر به‌منظور ارائه روابط دقيق‌تر، تنش‌هاي مماسي و شعاعي نيز در نظر گرفته شدند كه در مدل‌هاي قبلي نظير تئوري تأخير برشي ناديده گرفته شده بودند. همچنين يك رابطه جديد براي محاسبه بيشينه تنش برشي بين‌وجهي ارائه شده است كه براي نخستين بار اثرات پيش‌كرنش، دماي فعال‌سازي، تنش بازيابي و ضريب انبساط حرارتي را در نظر مي‌گيرد.
در ادامه اثر پيش‌كرنش سيم‌هاي حافظه‌دار نيتينول موجود در زمينه اپوكسي روي توزيع تنش‌هاي بين وجهي، با اعمال آزمون بيرون كشيدن الياف به‌صورت آزمايشگاهي در نمونه‌هاي بدون پيش‌كرنش و پيش‌كرنش 2و 4 درصد مورد بررسي قرار گرفت. نتايج نشان داد كه اعمال پيش‌كرنش و سپس جاسازي سيم‌ها در زمينه اپوكسي و در ادامه فعال كردن سيم‌ها با اعمال حرارت، باعث ايجاد تغييراتي در توزيع تنش شد و نيروي اوليه جدايش با افزايش پيش‌كرنش افزايش يافت.
همچنين اثر نرخ بارگذاري به‌صورت آزمايشگاهي روي سيم‌هاي حافظه‌دار بررسي گرديد. نتايج بيانگر اين بودند كه افزايش نرخ بارگذاري منجر به كاهش استحكام كششي و مدول يانگ شد. به گونه‌اي كه استحكام سيم‌ها در نرخ 400 ميلي‌متر بر دقيقه حدود 5.5 درصد نسبت به نرخ بارگذاري 0.3 ميلي‌متر بر دقيقه كاهش يافت. در پايان اثر نرخ بارگذاري روي خواص بين وجهي سيم‌هاي حافظه‌دار و زمينه اپوكسي در كامپوزيت‌هاي هوشمند حاوي سيم‌هاي حافظه‌دار به‌صورت تئوري و آزمايشگاهي بررسي شد و نتايج مقايسه شدند. آزمايش‌هاي بيرون كشيدن سيم‌ها از زمينه پليمري در سه نرخ بارگذاري 0.3، 25 و 400 ميلي‌متر بر دقيقه انجام شدند. نتايج نشان دادند كه استحكام بين وجهي با افزايش نرخ بارگذاري افزايش يافتند به‌گونه‌اي كه در نرخ بارگذاري 400 ميلي‌متر بر دقيقه استحكام بين وجهي نسبت به نرخ بارگذاري 0.3 ميلي‌متر بر دقيقه 70 درصد افزايش داشت.
واژه‌هاي كليدي: كامپوزيت تقويت‌شده با سيم حافظه‌دار، استحكام بين‌وجهي، آزمون بيرون كشيدن الياف، نرخ بارگذاري، روش انرژي
شماره ركورد
192769
دانشگاه
دانشگاه علم و صنعت ايران
رشته تحصيلي
مكانيك
استاد راهنما
پروفسور محمود مهرداد شكريه