رفتار ويسكوالاستيك پليمر تقويت شده با آلياژ حافظه دار

كارشناسي ارشد

با توجه به كاربردهاي متنوع كامپوزيت¬هاي پايه پليمري و نياز به عملكرد مناسب آن¬ها در دامنه وسيعي از دماهاي كاري و همچنين مدت‌زمان¬ طولاني قرارگيري در شرايط تحت بارگذاري، نيازمند است تا رفتار وابسته به دما و زمان در اين نوع از سازه¬ها موردبررسي قرار گيرد. از آنجا كه بررسي تجربي رفتار ويسكوالاستيك اين كامپوزيت¬ها و مطالعه¬ي پارامترهاي تأثيرگذار بر اين رفتار نيازمند انجام آزمون¬هاي مختلف با شرايط متفاوت و هزينه فراوان مي‌باشد، در تحقيق حاضر يك مدل مايكرومكانيك براي پيش¬بيني خواص اين كامپوزيت‌ها ارائه مي‌گردد كه قادر به درنظر¬گرفتن اثر پارامترهاي مختلف فيزيكي و مكانيكي اجزاي سازنده مي‌باشد. مدل ارايه شده در تحقيق حاضر بر اساس قانون اختلاط بوده و قابليت پيش¬بيني خواص خمشي ويسكوالاستيك پليمر تقويت‌شده با سيم¬هاي حافظه¬دار را داراست. اين مدل قادر است كه خواص ويسكوالاستيك را در يك بازه¬ي دمايي و در يك فركانس ثابت و مشخص پيش¬بيني كند. به¬منظور لحاظ كردن اثر فركانس، رابطه¬ي مايكرومكانيك به نحوي توسعه داده شد كه رفتار ويسكوالاستيك كامپوزيت به‌صورت تركيبي از رفتار¬هاي وابسته به فركانس اجزاي سازنده كامپوزيت در يك بازه¬ي فركانسي و در يك دماي ثابت مشخص گردد. تأثير پارامترهاي فوق بر رفتار ديناميكي كامپوزيت هوشمند به‌صورت آزمايشگاهي و از طريق آناليز مكانيكي ديناميكي در محدوده دمايي 30 درجه سلسيوس تا حدود 130 درجه سلسيوس و در دو فركانس 1 و 10 هرتز نيز مورد بررسي قرار گرفت. نتايج تجربي نشان دادند كه تعبيه كردن سيم‌هاي حافظه¬دار نيكل-تيتانيوم درون پليمر اپوكسي علاوه بر رشد مدول باعث افزايش عامل اتلاف نمونه‌ها در دماهاي بالا مي¬شود، به صورتي كه در دماهاي بيشتر از دماي انتقال به شيشه¬اي شدن كامپوزيت، تانژانت اتلاف كامپوزيت نسبت به تانژانت اتلاف رزين خالص 17% افزايش مي‌يابد. ضمنا مشاهدات آزمايشگاهي نشان دادكه اعمال 4% پيش كرنش به سيم¬هاي حافظه¬دار، به رشد 6 برابري مدول ذخيره كامپوزيت در دماهاي بالا منجر شد. همچنين در ميان نمونه¬هاي مختلف شامل رزين خالص، رزين تقويت شده با سيم حافظه‌دار بدون پيش كرنش و رزين تقويت‌شده با سيم حافظه‌دار پيش كرنش، تانژانت اتلاف رزين خالص بيشترين مقادير را در دماهاي بالا به خود اختصاص مي¬دهد. مقايسه¬ي نتايج تجربي با نتايج تئوري نشان داد كه مدل مايكرومكانيك ارائه شده در تحقيق حاضر از دقت خوبي برخوردار است.

194272

دانشگاه علم و صنعت ايران

طراحي كاربردي - مكانيك جامدات

دكتر محمود مهرداد شكريه