مدلسازي و بررسي عملكرد خودترميمي در اثر رشد ترك با استفاده از آلياژهاي حافظه‌دار و ميكروكپسول‌ها

كارشناسي ارشد

مواد خودترميم به‌عنوان يكي از انواع مواد هوشمند در ترميم و تعمير وسايل و پيشگيري از خرابي و از كار افتادگي ابزارها، قابليت استفاده دارند. روش‌هاي متعددي براي افزايش بازده و تكرار پذير كردن فرايند خودترميمي وجود دارد كه يكي از آن روش‌ها، تركيب ميكروكپسول‌هاي خودترميم با آلياژهاي حافظه‌دار است. هرچند تعدادي پژوهش آزمايشگاهي در اين زمينه انجام شده امّا به اين روش آن چنان كه بايد توجه نشده است. شبيه‌سازي اجزاي محدود يك روش سريع و در بيشتر موارد به‌صرفه براي تحليل عملكرد مدل‌ها است. به خصوص در روش خودترميمي كه فرايندها درون مدل و به دور از ديد محقق قرار دارد. در اين پژوهش تلاش شده است تا با استفاده از روش شبيه‌سازي اجزاي محدود، نحوه عملكرد اين تركيب ارزيابي شود. پس از بررسي نتايج تأثير سيم‌هاي آلياژ حافظه دار بر افزايش حداكثر تنش شكست كاملاً مشهود بود. با افزودن دو سيم حافظه دار تنش شكست از 93/1 مگاپاسكال به 08/2 مگاپاسكال رسيده است. همچنين اثر مهم‌تر كه بستن دهانه‌ي ترك مي‌باشد به نحوي كه با استفاده از دو سيم حافظه دار بدون پيش كرنش، بازشدگي دهانه‌ي ترك از 5 ميكرومتر به 008/0 ميكرومتر رسيده است. و نيز در حالتي كه سيم‌ها داراي پيش كرنش 1% باشند، اين عدد به صفر مي‌رسد و قسمت بالايي ترك بر قسمت پاييني فشار وارد مي‌كند. سپس تأثير شعاع سيم‌هاي آلياژ حافظه‌دار و نسبت ضخامت و نسبت حجمي ميكروكپسول بر تنش نهايي شكست و عملكرد خودترميمي بررسي گرديده است. در انتها تأثير استحكام لايه مياني بر شكست ميكروكپسول و تنش نهايي شكست ارزيابي شده است.

212185

دانشگاه علم و صنعت ايران

مهندسي مكانيك

دكتر محمدجواد اشرفي حبيب آبادي