تحلیل تنشهای پسماند حرارتی پلیمر تقویتشده با نانولولههای کربنی با استفاده از یک مدل نیمهپیوسته متقارن چرخهای | ||
| مهندسی مکانیک مدرس | ||
| Article 21, Volume 20, Issue 4, 1399, Pages 1041-1052 PDF (1.11 M) | ||
| Document Type: پژوهشی اصیل | ||
| Authors | ||
| علی عباسی; مهدی مندعلی* | ||
| گروه مهندسی هوافضا، دانشکده فنی و مهندسی، واحد علوم و تحقیقات، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران | ||
| Abstract | ||
| در این پژوهش رفتار مکانیکی- حرارتی پلیمرهای تقویتشده با نانولوله کربنی ساده با استفاده از یک روش تحلیلی مبتنی بر مدلسازی مکانیک نیمهپیوسته مورد بررسی قرار گرفته است. برای این منظور یک المان حجمی نماینده از پلیمر تقویتشده با نانولوله استوانهای شکل با تقارن چرخهای استفاده میشود که در آن تقویتکننده نانولوله در مقیاس نانو و پلیمر اطرافش بهصورت محیط پیوسته مدل شدهاند. واردنمودن شرایط متقارن چرخهای در فرآیند حل مساله سبب هماهنگی هرچه بیشتر نتایج تحلیلی با شرایط واقعی میشود. فاز میانی بین نانولوله و پلیمر نیز با تنشهای بین سطحی و خواص مکانیکی برگرفته از اثر نیروهای واندروالسی موثر بین اتمهای نانولوله و پلیمر مدلسازی میشود. بهطور کلی تنشهای پسماند حرارتی در نانوکامپوزیتهای پلیمری بهدلیل اختلاف قابل توجه بین ضریب انبساط پلیمر و نانولوله به وجود میآید. در مقاله حاضر ابتدا مدلسازی نیمهپیوسته توضیح داده شده است و سپس نقش برخی پارامترهای موثر بر تنشهای پسماند حرارتی نظیر نسبت حجمی، نسبت منظری و دما مورد مطالعه قرار گرفته است. اگرچه بر اساس برخی از تحقیقات موجود درمقیاس ماکرو به نظر میرسد که افزودن نانولولهها به پلیمر سبب کاهش ضریب انبساط نانوکامپوزیت و در نتیجه کاهش تنشهای پسماند حرارتی آن خواهد بود، لکن نتایج این تحقیق نشان میدهد که با انتخاب نامناسب برخی پارامترها نظیر نسبت حجمی و منظری نانولوله و نیز تغییر دما، تنشهای پسماند حرارتی بین نانولوله و پلیمر زیاد میشود که این امر میتواند باعث تضعیف استحکام نهایی ماده پلیمری شود. | ||
| Keywords | ||
| نانولوله کربنی; تنش پسماند حرارتی; مدل نیمهپیوسته; شرط مرزی متقارن چرخهای | ||
| References | ||
|
| ||
|
Statistics Article View: 2,818 PDF Download: 4,078 |
||
| Number of Journals | 45 |
| Number of Issues | 2,160 |
| Number of Articles | 24,577 |
| Article View | 20,125,885 |
| PDF Download | 16,164,705 |