طراحي ساختاري شبكه ريزآوندي چندمقياسه در مواد خودترميم

چكيده فارسي :

چكيده مواد خودترميم2 موادي هستند كه در صورت ايجاد ترك در آنها قابليت ترميم ترك را دارند هنگاميكه يك ماده دچار خستگي مي شود ممكن است تركهاي4 ريزي در آن ايجاد شود اين تركهاي ريز باعث ميشوند ميكروكپسولهاي9 جاسازيشده در ماده شكسته شده و عامل ترميمي موجود در ميكروكپسولها رها شده و ترك را پركنند مشكل اين است كه ميكروكپسولها يكبارمصرف بوده و براي ترميم ترك بعدي ناتوان ميباشند مواد خودترميم نيازمند ساختاري مانند رگهاي بدن ميباشند كه زخمها را بهطور مداوم ترميم كند راهحل براي رفع مشكل يكبارمصرف بودن ميكروكپسولها استفاده از شبكههاي آوندي حاوي سيال ترميمي در ماده ميباشد در اين پژوهش به مطالعه شبكههاي آوندي2 جاسازيشده در مواد خودترميم پرداختهشد اين آوندها وظيفه رساندن عامل ترميمي را به محل هاي موردنظر بهوسيله سيال درون خود دارند بنابراين طراحي ساختار آوندها اهميت بسيار بااليي دارد وقتي يك ترك در ماده شكل ميگيرد فشار در محل ترك كاهش مييابد و اين اختالف فشار باعث حركت سيال عامل ترميمي به محل ترك ميشود هدف از اين پژوهش كاهش مقاومت كلي جريان ميباشد بهطوريكه عوامل ترميم در كمترين زمان ممكن به محل ترك رسيده و آن محل را پر كنند پارامترهاي مختلفي براي بهبود اين شبكههاي آوندي وجود دارد از جمله پارامترهاي مؤثر در طراحي شبكههاي آوندي قطر كانالها نحوهي چيدمان شبكههاي آوندي و تعداد منابع ورودي جريان در ماده ميباشند كه در اين پژوهش اين طراحي بر مبناي تئوري ساختاري انجام شد ساختار درنظرگرفته شده براي اين پژوهش شامل يك ترك ميباشد كه در مركز ساختار و بهصورت سكه فرض شده است بخش اول پژوهش تشريح آناليز تحليلي ساختار به منظور اطمينان از صحت انجام پژوهش و اعتبارسنجي نتايج مورد بررسي قرار گرفت در ساختار بررسي شده در آناليز تحليلي با توجه به ثابت بودن فشار سيال ترميمي در شبكه بهمحض ايجاد ترك به اندازه حجم ترك سيال ترميمي از منابع جريان با دبي ثابت به داخل محل ترك تزريق ميشود با نوشتن معادالت بقاي جرم در هر گره و معادله اختالف فشار بين هر دو گره و حل در نرمافزار Matlab مقادير فشار در گرهها بدست آمد در بخش دوم پژوهش ساختار بررسيشده در آناليز تحليلي و ساختارهاي ديگري براي بهبود عملكرد ساختار اوليه بهمنظور كاهش مقاومت جريان بهصورت عددي توسط نرمافزار Ansys Fluent مورد بررسي قرار گرفت نتايج حاكي از اين است كه استفاده از دو اندازه قطر كانال به جاي يك اندازه قطر كانال و همچنين استفاده سه اندازه قطر كانال به جاي يك و دو اندازه قطر كانال با چيدمانهاي خاص سبب كاهش مقاومت جريان سيال ترميمي ميباشد همچنين كاهش منابع جريان ورودي عالوه بر كاربرديتر كردن مسئله باعث كاهش مقاومت جريان ميشود مقاومت جريان بيبعد براي اولين ساختار بررسي شده در حل عددي 7 942 ميباشد كه با كاهش منابع جريان ورودي و استفاده از دو و سه اندازه قطر كانال به جاي يك اندازه قطر اين مقاومت جريان بيبعد كاهش يافت بهترين عملكرد مربوط به ساختاري با دو اندازه قطر كانال و 2 منبع ورودي جريان با مقاومت جريان بيبعد 31 17 ميباشد كلمات كليدي خودترميم ترك ميكروكپسول آوند افت فشار مقاومت جريان 1 Self healing 2 Crack 3 Microcapsules 4 Vascular

رسائي، محمد

طراحي ساختاري شبكه ريزآوندي چندمقياسه در مواد خودترميم

خودترميم , ترك , ميكروكپسول , آوند , افت فشار , مقاومت جريان