بررسي رفتار خزشي هيبريد نانوكامپوزيت گرافن و نانو لوله هاي كربن/اپوكسي

كارشناسي ارشد

هدف از انجام اين پروژه ساخت نمونه هاي نانوكامپوزيت و به دنبال آن آزمايش و مشاهده فرآيند خزش بر روي نانوكامپوزيت¬هاي گرافن 1/0درصد وزني/اپوكسي، نانولوله¬هاي كربن 1 درصد وزني/اپوكسي و هيبريد نانوكامپوزيت 1/1 درصد وزني متشكل از دو تقويت كننده گرافن و نانولوله هاي كربني با درصد وزني 1/0 و 1 در رزين اپوكسي ميباشد. پس از مطالعات تجربي و مقايسه بهبود خواص خزشي اين نوع نانوكامپوزيت¬ها با رزين اپوكسي، به منظور شبيه سازي نانوكامپوزيت¬هاي گرافن و نانو لوله¬هاي كربن با توزيع تصادفي در رزين اپوكسي، از روش هاي مدلسازي عددي و تحليلي استفاده شده است. در اين پژوهش براي شبيه سازي رفتار خزشي ماده هيبريد نانوكامپوزيت ابتدا براي هر يك از نانو كامپوزيت¬هاي گرافن/اپوكسي و نانو لوله¬كربن/اپوكسي با همان درصد وزني كه اين مواد در مطالعات تجربي آزمايش شده بودند مدلسازي انجام گرفته است، سپس كرنش خزشي هيبريد نانوكامپوزيت با استفاده از نتايج مدلسازي هريك از نانوكامپوزيت¬هاي گرافن/اپوكسي و نانولوله¬كربن/اپوكسي با توجه به ميزان درصد حضور هريك از تقويت كننده ها و به كمك روابط مايكرومكانيك پيش¬بيني شده است. در فرايند مدلسازي به روش اجزاي محدود، رزين به صورت محيطي كاملا پيوسته در نظر گرفته شده سپس با استفاده از مبحث مكانيك محيط پيوسته، ساختاري معادل تير براي شبيه سازي نيروهاي بين اتمي حاصل از پيوند كووالانس بين اتم هاي كربن-كربن استفاده شده است. همچنين در ناحيه فاز واسط بين اتم هاي كربن تقويت كننده ها و رزين اطراف آنها كه از پيوند هاي ضعيف واندروالس تشكيل شده و نقش بسيار حائز اهميتي در انتقال نيرو از محيط رزين به تقويت كننده ها و در نتيجه خواص نهايي نانوكامپوزيت ايفا مي¬كنند، المان فنر غير خطي بكارگرفته شده و تاثير توزيع تصادفي نانو صفحات گرافن و نانو لوله¬هاي¬كربن در محيط ماتريس، توسط روابط مايكرومكانيك در نتايج مدلسازي اعمال شده است و در نهايت نتايج حاصل از مدلسازي و آزمايش تجربي براي هريك از مواد مقايسه شده است. مقايسه نتايج مدلسازي رزين خالص، نانوكامپوزيت¬ها و هيبريد نانوكامپوزيت تحت شرايط آزمايشگاهي تست خزش، با نتايج آزمايش تجربي همين مواد، اختلاف اندكي را نشان ميدهد كه اين خود مويد صحت روش مدلسازي كرنش خزشي ميباشد. واژه‌هاي كليدي: هيبريد نانوكامپوزيت گرافن¬و نانو لوله¬كربن، پديده خزش، مدلسازي اجزاي محدود، روابط مايكرومكانيك، مكانيك محيط پيوسته و نيروهاي واندروالسي

192055

دانشگاه علم و صنعت ايران

طراحي كاربردي

دكتر محمود مهرداد شكريه