بررسی رفتار مکانیکی نانوورقهای آلومینیومی دارای لایه اکسید سطحی تحت آزمون تکمحوری با روش دینامیک مولکولی | ||
| مهندسی عمران مدرس | ||
| Article 1, Volume 25, Issue 5 - Serial Number 85, 1404, Pages 7-17 PDF (1.17 M) | ||
| Document Type: پژوهشی اصیل (کامل) | ||
| DOI: 10.22034/25.5.7 | ||
| Authors | ||
| امیر رضائی صامتی* ; خسین عباسی | ||
| گروه مهندسی عمران، دانشکده مهندسی، دانشگاه بوعلی سینا | ||
| Abstract | ||
| نانوورقهای آلومینیومی از جمله اجرایی هستند که کاربردهای مختلفی در زمینههای متنوع همچون تقویت مواد پایه سیمانی و بهبود عملکرد و کارایی بتن و ارتقا خواص مکانیکی و حجمی خاک رس دارند. در این مطالعه به بررسی پاسخهای مکانیکی نانوورقهای آلومینیومی تحت آزمون کشش و فشار تکمحوری با استفاده از روش دینامیک مولکولی پرداخته میشود. مدل اتمی در نظر گرفته شده برای نانوورق براساس مدل سهبعدی هسته آلومینیومی و پوسته اکسید آلومینیوم است که میتواند توصیف مناسبی از اکسیداسیون سطحی در نمونه داشته باشد. اندرکنش بین اتمی نیز براساس پتانسیل EAM+CTI محاسبه میشود تا مدلسازی دارای دقت خوبی بوده و تاثیرات اندرکنش الکترواستاتیک بین ذرات نیز در نظر گرفته شود. پس از ایجاد پیکربندی اولیه نانوورق، فرایند کمینهسازی انرژی صورت پذیرفته و نمونه تحت شرایط محیطی پایدار میگردد. سپس آزمون تکمحوری کششی و فشاری منطبق با شرایط آزمایشگاهی بر نمونه اعمال شده و نمودارهای تنش-کرنش نمونه تعیین میگردد. به منظور حذف اثرات دینامیکی ناشی از سرعت بالای بارگذاری، اعمال تغییرشکل بر نانوورق به صورت گامبهگام صورت میپذیرد. در این روش برای هر گام از بارگذاری، ابتدا تغییرشکل کمی به آرامی به نمونه اعمال شده، سپس نمونه تحت شرایط تغییرشکل یافته پایدار گردیده و در انتها مقادیر تنش و کرنش در نمونه ارزیابی میشود. شبیهسازی صورت گرفته با مقایسه با دادههای آزمایشگاهی صحتسنجی میشود. پس از تایید صحت مدلسازی، نانوورقها با ضخامتهای مختلف و درصدهای مختلفی از لایه اکسید تحت آزمون تکمحوری ارزیابی شده و نمودار تنش-کرنش آنها بررسی میگردد. نتایج حاکی از تاثیر زیاد ضخامت لایه اکسید بر رفتار مکانیکی نانوورق است، به طوریکه با افزایش درصد لایه اکسید از 15 تا 60 درصد نمونه سختتر شده و مدول یانگ آن از حدود 75 به 100 گیگاپاسکال افزایش مییابد. همچنین تاثیر نواقص نقطهایی نیز بر شیب نمودار تنش-کرنش بیانگر کاهش سختی با افزایش میزان حفرات بسیار زیر در نمونهها است.Top of Form | ||
| Keywords | ||
| نانوورق آلومینیوم; آزمونهای تکمحوری; شبیهسازی دینامیک مولکولی; پاسخهای مکانیکی; تاثیر اکسیداسیون سطحی; نواقص نقطهایی | ||
| References | ||
|
| ||
|
Statistics Article View: 369 PDF Download: 191 |
||
| Number of Journals | 45 |
| Number of Issues | 2,174 |
| Number of Articles | 24,684 |
| Article View | 25,078,381 |
| PDF Download | 17,777,649 |