فهرست نشریات علمی دسترسی آزاد ایران

هدف از این پژوهش پیش‌بینی استحکام قطعه نانوکامپوزیت تولید شده با چاپگر سه‌بعدی بر اساس خواص فیلامنت نانوکامپوزیتی استفاده شده برای چاپ است. برای این منظور، ابتدا فیلامنت‌های نانوکامپوزیتی تولید و سپس چاپ سه‌بعدی شدند. سپس استحکام فیلامنت نانوکامپوزیتی تولید شده و همچنین قطعات چاپ شده اندازه‌گیری گردید. در بخش مدل‌سازی، مدل چند مقیاسی مناسب توسعه داده شد. مدل مذکور در مرحله اول به پیش‌بینی استحکام فیلامنت نانوکامپوزیتی پرداخته، سپس استحکام قطعه چاپ شده نانوکامپوزیت را تخمین می‌زند. مدل چند مقیاسی از سه مقیاس میکرو، مسو و ماکرو تشکیل شده است. تأثیر طول و جهت‌گیری نانولوله‌ در ماتریس را در مقیاس میکرو و توزیع آن‌ها در مقیاس مسو در نظر گرفته می‌شود. در نهایت در مقیاس ماکرو به کمک الگوریتم ژنتیک استحکام نهایی فیلامنت محاسبه شده است. همچنین مقادیر به ‌دست آمده از آزمون کشش همخوانی بالایی با نتایج به دست آمده از مدل‌سازی عددی داشتند. در ادامه با داشتن خواص فیلامنت نانوکامپوزیتی، خواص چسبندگی بین لایه‌ها و مسیرهای چاپ و تخلخل استحکام قطعه چاپ شده در راستای طولی، عرضی و برشی با استفاده از مدل اجزا محدود پیش‌بینی گردید. با مقایسه نتایج مدلسازی با مشاهدات آزمایشگاهی مشاهده گردید که مقادیر اختلاف کمتر از 4% است. در ادامه با استفاده از یک معیار تخریب درجه دوم و ترکیب آن با تئوری لایه چینی کلاسیک، استحکام قطعه نانوکامپوزیت چاپ شده در جهت‌های مختلف چاپ، پیش‌بینی گردید. مقادیر استحکام با درصد خطای بین 5% تا 10% به نسبت مقادیر تجربی پیش‌بینی می‌گردد که نشان‌دهنده دقت بالای مدل توسعه داده شده می‌باشد.