بررسی آسیب در پلیمرهای تقویت شده با نانولوله کربنی با رویکرد مکانیک آسیب پیوسته
کد مقاله : 1215-IRANCOMP-FULL
نویسندگان:
حسن خالقی *1، محمد مشایخی2
1دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی اصفهان، اصفهان، ایران
2دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی اصفهان، اصفهان
چکیده مقاله:
امروزه با توسعه و گسترش نانوفناوری، دستیابی به مواد جدید مانند نانولوله‌های کربنی که خواص منحصر به فردی دارند، ساخت نانوکامپوزیت‌ها با استحکام بیشتر و سبک‌تر را فراهم ساخته است. در این مقاله، تاثیر جهت‌گیری نانولوله‌ها بر شروع و رشد آسیب در نانوکامپوزیت‌های پایه پلیمری تقویت شده با نانولوله‌های کربنی بررسی شده است. برای این هدف، از یک مدل آسیب پیوسته برای محاسبه و رشد آسیب در پلیمرهای گرماسخت استفاده شده است. این مدل به خوبی می‌تواند آسیب در پلیمر با مقادیر مختلف اتصالات عرضی را مدل‌سازی کند؛ در پلیمرهای با اتصال عرضی کم، رفتار آسیب با آسیب نرم و در پلیمرهای با اتصال عرضی بالا، رفتار آسیب با آسیب ترد مدل‌سازی می‌شود. برای بررسی اثر جهت‌گیری نانولوله‌های کربنی‌ بر شروع و رشد آسیب، یک حجمک نماینده در نرم‌افزار آباکوس تهیه شده است و یک مدل آسیب پیوسته به کمک زیربرنامه پیاده‌سازی و برای مدل‎سازی رفتار این کامپوزیت مورد استفاده قرار گرفت. نتایج رفتار مکانیکی و آسیب برای زوایای مختلف نانولوله در ماتریس مقایسه شده‌اند. نتایج نشان می‌دهند با اضافه شدن نانولوله کربنی به پلیمر رشد آسیب کندتر شده و با قرار گرفتن نانولوله کربنی در جهت عمود بر امتداد بارگذاری، سرعت رشد آسیب افزایش می‌یابد. در پایان برای بررسی مکانیزم انتقال نیرو بین ماتریس و نانولوله کربنی؛ مقدار تنش انتقالی از پلیمر به نانولوله‌ برای پلیمرهای با اتصالات عرضی مختلف مقایسه شده‌اند.
کلیدواژه ها:
نانوکامپوزیت - مکانیک آسیب پیوسته - نانولوله کربنی - پلیمرهای گرماسخت
وضعیت : مقاله برای ارائه شفاهی پذیرفته شده است