Skip to main content
SUPERVISOR
Reza Gafari nadooshan,Mohammad Mashayekhi
رضا جعفری ندوشن (استاد مشاور) محمد مشایخی (استاد راهنما)
 
STUDENT
Erfan Sharifi
عرفان شریفی

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی مکانیک
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1396
Adding carbon nanotubes (CNTs) to polymer composites for increasing strength and toughness has become a usual approach nowadays. In this dissertation, the effect of adding CNT on properties such as strength, toughness, and ultimately the impact of agglomeration of the particles on these properties are investigated using FEM in Abaqus. In this approach, by selecting RVE consisting of the epoxy matrix and carbon nanotubes, the effect of carbon nanotubes and agglomeration is modeled. The Brittle cracking model is chosen for the polymeric matrix to investigate the composite’s strength in the model. Also, due to the significant the effect of interface properties of CNTs and the matrix on the composite’s ultimate strength, the interface properties are used as additional input for the model using a cohesive surface with mixed-mode damage behavior. The results show that adding CNTs to the polymeric matrix with aligned orientation can increase the model’s strength up to 10 percent. Also, reinforcing with a 2 percent weight fraction of CNTs, shows a 50 percent increase in the composite’s elastic modulus. In the model, the agglomerated CNTs are in placed in the orientation of the RVE. It is observed that having 50% agglomeration in the composite with 2% CNT can decrease the tensile strength up to 10%. Keywords : epoxy nanocamposite, carbon nanotube, strength, brittle cracking, agglomeration
امروزه افزودن نانولوله های کربنی به کامپوزیت های پلیمری یک روش شناخته شده برای افزایش استحکام و چقرمگی است. در این پایان نامه اثر افزودن نانولوله های کربنی بر استحکام و چقرمگی و همچنین تاثیر پدیده ی توده ای شدن بر خواص به روش اجزای محدود در مقیاس میکرو با استفاده از نرم افزار آباکوس برای کامپوزیت پایه ی اپوکسی مورد بررسی قرار می گیرد. در این رویکرد، با انتخاب حجمک نماینده ی متشکل از زمینه و نانولوله های کربنی، اثر نانولوله های کربنی و تاثیر توده ای شدن آن ها مدل سازی می گردد. در این مدل سازی برای بررسی استحکام مدل آسیب ترد برای زمینه ی پلیمری انتخاب شده است. همچنین با توجه به این که خواص سطح مشترک نانولوله های کربنی و ماتریس پلیمری نقش به سزایی در استحکام نهایی کامپوزیت دارد، خواص سطح مشترک از طریق ناحیه ی چسبی همراه با آسیب مود ترکیبی مورد استفاده قرار گرفته است. بررسی نتایج مدل نشان می دهد افزودن نانولوله های کربنی به ماتریس پلیمری در حالت جهت گیری هم جهت نانولوله ها، استحکام را تا 10 درصد بهبود بخشید. همچنین کامپوزیت شامل 2 درصد وزنی نانولوله، مدول الاستیک تا 50 درصد بهبود را تجربه خواهد کرد. در مدل ارائه شده توده ی نانولوله ها در امتداد حجمک قرار خواهند گرفت. در این مدل در صورت ایجاد توده hy;ی 50 درصدی برای کامپوزیت شامل 2 درصد وزنی نانولوله، استحکام کششی تا 10 درصد کاهش خواهد یافت. کلمات کلیدی : نانوکامپوزیت پایه ی اپوکسی، نانولوله ی کربنی، استحکام بخشی، مدل آسیب ترد، توده ای شدن

ارتقاء امنیت وب با وف بومی