Skip to main content
SUPERVISOR
کیوان ترابی (استاد مشاور) محمود سلیمی (استاد راهنما)
 
STUDENT
Jairan Nafar dastgerdi
جیران نفردستگردی

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی مکانیک
DEGREE
Doctor of Philosophy (PhD)
YEAR
1389
: In this study, a micromechanical model is proposed to take into account the effects of nanotube waviness, agglomeration on mechanical properties of polymer nanocomposites. The micromechanical model presented in this study is applicable to different nanocomposites, composites containing reinforcement materials and different matrices. It is shown that the unsatisfactory improvement in the mechanical properties of CNT-reinforced composites could be attributed to the weak bonding between CNTs and polymer matrices as well as the waviness and agglomeration effects of CNTs. In the first section of this work, the effects of CNT waviness and aggregation on the overall properties of the CNT reinforced shape memory nanocomposite are simultaneously examined. Then, a new micromechanical model is proposed to consider the debonding effects of reinforcements from the matrix. This model is valid for the ductile matrix as metal and polymer. To validate the predictions of the proposed model, the results are compared to those obtained from the experimental results. Moreover, it is shown that the proposed model and the experimental results as well as the FE simulation for the concept of debonding which was performed in this study are in good agreement. Keywords Nanocomposite, Micromechanical model, Carbon nanotube, Debonding, Waviness, Shape memory polymer.
: در این تحقیق به بررسی اثرات انحنا، انباشتگی و جدایش نانو لوله های کربنی تقویت کننده بر روی خواص مکانیکی معادل نانو کامپوزیت های پلیمری پرداخته شده است. مشاهده شده است که روش های تئوری متداولی که برای محاسبه ی خواص مکانیکی معادل نانوکامپوزیت ها به کار رفته اند با نتایج آزمایشگاهی منطبق نیستند. این عدم تطابق به دلیل وجود نواقصی همچون انحنای الیاف تقویت کننده، انباشتگی و تراکم مواد تقویت کننده در مقیاس نانو و جدایش مواد تقویت کننده با زمینه کامپوزیتی در هنگام بار گذاری است. از این رو در این تحقیق به ارائه مدل میکرومکانیکی با قابلیت تطابق بیشتر با شرایط واقعی مسئله و در نظر گرفتن نواقص موجود به طور همزمان پرداخته شده است. در این تحقیق به منظور ارائه مدل میکرومکانیکی قابل کاربرد برای انواعنانوکامپوزیت ها،کامپوزیت هایی با مواد تقویت کننده و زمینه مختلف استفاده شده و نتایج حاصل از کاربرد این مدل برای این دسته از مواد با نتایج تجربی حاصله مقایسه شده است. از آنجاییکه پلیمرهای حافظه دار جزء جدیدترین دسته از مواد هوشمند به شمار می روند و مهمترین ویژگی این پلیمرها آن است که چنانچه تا دمای خاصی حرارت ببینند، می توانند کرنش های ماندگار ایجاد شده در اثر بارگذاری را آزاد نموده و شکل اولیه خود را باز یابند. در بخش نخست از این تحقیق به بررسی همزمان اثر انحنای و انباشتگی نانولوله های کربنی تقویت کننده ماده زمینه پلیمری هوشمند پرداخته شده و مدل میکرومکانیکی مناسبی به منظور محاسبه خواص مکانیکی معادل نانوکامپوزیت ها با در نظر گرفتن نواقص موجود ارائه شده است. در ادامه مدل میکرو مکانیکی مناسبی برای بررسی اثر جدایش مواد تقویت کننده در زمینه پلیمری یا فلزی ارائه شده است که این مدل توانایی در نظر گرفتن اثرمقیاس و شکل نانو مواد تقویت کننده و همچنین رفتار الاستو پلاستیک ماده زمینه در هنگام جدایش را دارد. به منظور صحت سنجی نتایج، از یک مدل سازی المان محدود برای بررسی بیشتر پدیده جدایش تقویت کننده ها از ماده زمینه استفاده شده است. نتایج حاصل از این مدل سازی انطباق بسیار خوبی با نتایج حاصل از داده های تجربی و مدل میکرو مکانیکی ارائه شده در این رساله دارند. پس از ارائه مدل های مناسبی به منظور پیش بینی خواص مکانیکی معادل نانوکامپوزیت ها با در نظر گرفتن نواقصی چون جدایش و انحنای نانو مواد تقویت کننده، در مرحله آخر به ارائه مدلی به منظور بررسی همزمان این دو نقص در یک نانوکامپوزیت و بررسی نتایج حاصل از مدل پیشنهادی و موارد تجربی پرداخته شده است. مشاهده می شود که ارائه مدل میکرومکانیکی بر مبنای واقعیت مسئله و در نظر گرفتن نواقص موجود، جواب هایی با دقت بسیار خوب تولید نموده است و مدل ارائه شده توانایی پیش بینی خواص مکانیکی معادل نانوکامپوزیت ها با ضریب اطمینان بالایی را دارا می باشد. کلمات کلیدی: نانوکامپوزیت- مدل میکرومکانیکی- نانولوله های کربنی- انحنا- جدایش- انباشتگی- مواد پلیمری هوشمند

ارتقاء امنیت وب با وف بومی

100%