تحلیل سه‌بعدی تنش‌های پسماند در نانوکامپوزیت‌های پایه پلیمری با الیاف تقویت شده توسط نانولوله‌های کربنی

نویسندگان

1 استادیار، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه کاشان، کاشان، ایران

2 دانشجوی دکترا، دانکشده مهندسی مکانیک، دانشگاه کاشان، کاشان، ایران

doi
چکیده

در این تحقیق به مطالعه توزیع تنش‌های پسماند در سلول واحد سه‌فازی شامل سه فاز رشته کربنی، نانولوله کربنی و ماتریس به‌شکل سه بعدی و با توسعه مدل دیسک دایره‌ای پرداخته شده است. توزیع تنش‌های پسماند سلول واحد در هر یک از فازها، با استفاده از دو روش المان محدود و حل تحلیلی، انجام شده است. ضریب انبساط حرارتی هر یک از دو فاز رشته کربنی و نانولوله کربنی، در راستاهای عرضی و طولی، به‌صورت متفاوت در نظر گرفته شده است و نحوه قرارگیری نانولوله‌های کربنی بر رشته کربنی با استفاده از روش الکتروفورز، به‌صورت موازی و به‌صورت حلقه‌گون بر رشته کربنی در نظر گرفته شده است. درصد حجمی رشته کربنی نیز به‌صورت یکسان و برابر با 60% در نظر گرفته شده است، لیکن توزیع تنش‌های پسماند، برای درصدهای حجمی متفاوت نانولوله کربنی شامل 0%، 1%، 2%، 3%، 4%، 5% و برای حالت دو‌فازی شامل رشته کربنی و ماتریس انجام و مقایسه شده است. توزیع تنش‌های پسماند شامل تنش‌های شعاعی، تنش‌های مماسی، تنش‌های طولی و مجموع تنش‌های اصلی در هر یک از فازها مطالعه شده است. در پایان مجموع تنش‌های پسماند حاصل از دو روش المان محدود و روش تحلیلی توسعه یافته، برای سلول واحد سه فازی با یکدیگر مقایسه شده است، که از مطابقت بسیار خوبی برخوردار می‌باشد.