عنوان
طراحي و تحليل عددي و تجربي فرامواد جديد بر پايه سازه‌هاي كايرال
نويسنده اصلي
نصري نهر، محمدجواد
محل تحصيل
اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان
رشته تحصيلي
مهندسي مكانيك
مقطع تحصيلي
كارشناسي ارشد
چكيده
فرامواد به عنوان موادي با خواص نامتعارف، نقش تعيين‌كننده‌اي در فناوري‌هاي پيشرفته مانند هوافضا، رباتيك و مهندسي پزشكي ايفا مي‌كنند. اين مواد قادر به نمايش رفتارهاي مكانيكي و حرارتي بي‌نظيري هستند كه در مواد متعارف يافت نمي‌شود. دستيابي همزمان به خواص آگزتيك و انبساط حرارتي منفي، هدف اصلي اين پژوهش بوده است.
در اين رساله، يك ساختار آگزتيك بر پايه تركيب ساختار كايرال و آنتي‌كايرال طراحي شد. با استفاده از روش نامتقارن‌سازي هندسه و به كارگيري دو ماده با ضرايب انبساط حرارتي متفاوت، امكان ايجاد همزمان رفتار آگزتيك و انبساط حرارتي منفي فراهم گرديد. سپس با بهره‌گيري از مدلسازي پارامتريك در نرم‌افزار آباكوس، هندسه سلول واحد سه‌بعدي طراحي شد. روش طراحي آزمايش تاگوچي براي بررسي روشمند اثر پنج پارامتر هندسي كليدي به كار گرفته شد. شبيه‌سازي‌هاي اجزا محدود براي استخراج خواص مكانيكي و حرارتي انجام پذيرفت و بررسي همگرايي مش براي اطمينان از صحت نتايج عددي صورت گرفت. تحليل نتايج با استفاده از روش نسبت سيگنال به نويز انجام شد و اهميت هر پارامتر بر اساس تاثير آن در نتيجه بدست آمد و در نهايت، صحت‌سنجي نتايج عددي با آزمايش‌هاي تجربي بر روي نمونه‌هاي ساخته‌شده انجام گرديد.
نتايج به‌دست‌آمده نشان داد كه ساختار پيشنهادي موفق به نمايش همزمان رفتار آگزتيك و انبساط حرارتي منفي شده است. تحليل نتايج حاكي از تأثير معنادار پارامترهاي هندسي بر خواص مكانيكي و حرارتي ساختار بود. پارامترهاي فاصله بين صفحات و نسبت ابعاد ليگامنت‌ها سلول واحد به عنوان مؤثرترين عوامل شناسايي شدند. مقايسه نتايج عددي و تجربي صحت و دقت مدل پيشنهادي را تأييد نمود.
شماره ركورد
236859
گرايش رشته تحصيلي
طراحي كاربردي
دانشكده
مهندسي مكانيك
دانشگاه
دانشگاه صنعتي اصفهان