شماره راهنما :
1324 دكتري
پديد آورنده :
جوادي نژاد، مهدي
عنوان :
مدل‌سازي نانوكامپوزيت پايه اپوكسي با تقويت‌كننده‌ي نانولوله‌كربني به روش چند مقياسي
محل تحصيل :
اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان
صفحه شمار :
ش، ۱۱۱ص.: مصور، جدول، نمودار
استاد راهنما :
محمد مشايخي
استاد مشاور :
مهدي كاروان
توصيفگر ها :
نانو لوله‌كربني , فيبر معادل , سطح واسط , المان چسبي
استاد داور :
محمدرضا فروزان، رضا جعفري، حسين گلستانيان
تاريخ ورود اطلاعات :
1397/11/28
تاريخ ويرايش اطلاعات :
1397/12/04
كد ايرانداك :
ID1324 دكتري
چكيده فارسي :
1 چکیده در اين پژوهش نانوکامپوزيت اپوکسی نانولولهکربنی با هدف پیشبینی مدول يانگ و ضريب پواسون با استفاده از روش دومقیاسی در نرم افزار آباکوس مدلسازی شده است در مقیاس نانو يک مدل سهفازی شامل نانولولهکربنی سطح واسط و اليهای از اپوکسی در اطراف آن با هدف استخراج رفتار االستیک با رهیافت فیبرمعادل مدل سازی شده است سطح واسط بین نانولوله و زمینه به دلیل اهمیتی که در انتقال بار و افزايش خواص مکانیکی نانوکامپوزيت دارد به عنوان يکی از موضوعات اصلی در مدل سازی مورد توجه قرار گرفته است در اين سطح با توجه به ماهیت پیوند واندروالسی بین اتمهای کربن نانولوله و مولکولهای اپوکسی با استفاده از قانون کوشی بورن اين رفتار اتمی بر روی محیط پیوسته توسعه داده شده است رفتار چسبنده در سطح واسط بر اساس مدل پتانسیلی PPR Park Paulino Roesler توسط زيربرنامه UEL تعريف شده است در مقیاس میکرو فیبر معادل به عنوان يک تقويت کنندهی معمولی که خواص االستیک آن با انجام آزمايشهای مجازی استخراج شده در حجمک نماينده مورد استفاده قرار گرفته است برای ايجاد الگويی تصادفی از نظر محل و زاويه قرارگیری فیبرهای معادل در حجمک نماينده از Script به زبان پايتون استفاده شده و با انجام آزمايش کشش مجازی بر روی حجمک نماينده مدول االستیک و ضريب پواسون نانوکامپوزيت استخراج شده است عالوه بر آن تاثیر الگوهای مختلف تجمع خوشهای نانولولهها بر خواص مکانیکی نانوکامپوزيت از طريق مدلسازی مورد بررسی قرار گرفته است برای صحت سنجی نتايج نمونههای نانوکامپوزيتی بر اساس استاندارد 836 ASTM D تهیه و مورد آزمون کشش محوری قرار گرفته است مقايسه نتايج حاصل از مدلسازی و تئوری هالپین سای با نتايج آزمونهای تجربی نشان میدهد تکنیک مورد استفاده در اين پژوهش در مقايسه با تئوری هالپین سای در پیشبینی خواص مکانیکی از دقت بیشتری برخوردار است در نظر گرفتن خوشهای شدن نانولولهها در مدلسازی حجمک نماينده بر نتايج بدست آمده تاثیر گذار است و موجب کاهش مدول يانگ میگردد افزودن 1 کسرحجمی از نانولولهکربنی چندجداره به اپوکسی باعث افزايش 5 32 مدول يانگ میشود در بین الگوهای مدلسازی شده برای RVE مدلی که اثر خوشهای شدن نانولولهها در 4 توده را مدل کرده است بیشترين نزديکی را با نتايج تجربی دارد برخالف مدول يانگ ضريب پواسون بدست آمده از مدلسازی نانوکامپوزيت با افزايش کسر حجمی نانولوله کاهش میيابد اين کاهش در کسر حجمی 1 از تقويت کننده برای مدلی که اثر تجع نیمی از نانولولهها را در 4 توده بررسی نموده است کمتر از 5 1 میباشد کلمات کلیدی نانولولهکربنی فیبر معادل سطح واسط المان چسبی
چكيده انگليسي :
112 Modeling of carbon nanotube reinforced epoxy nanocomposite by Multi scale method Mahdi Javadinejad mmjavadineja@gmail com Date of Submission 2019 1 8 Mechanical Engineering group Pardis College Isfahan University of Technology Isfahan 84156 83111 Degree PhD Language FarsiSupervisor Mohammad Mashayekhi mashayekhi@cc iut ac irAdvisor Mehdi Karevan mkarevan@cc iut ac irAbstract In this thesis the Young s modulus and Poisson s ratio of epoxy carbon nanotubes CNTs nanocomposite ispredicated by the two scale method approach At the nanoscale CNT the interface between CNT and the matrixand a layer of the matrix around the CNT are modeled and the elastic behavior of the effective fiber EF has beenidentified The interface between the nanotube and the matrix is considered as one of the main issues in modelingdue to the importance of transferring the loads and increasing the mechanical properties of the nanocomposite Atthis surface due to the nature of the van der Waals bond between the carbon nanotube atoms and epoxy molecules this nuclear behavior has been developed on a continuous medium using the Cauchy Buren rule Adhesivebehavior on the interface is based on the PPR model Park Paulino Roesler defined by the UEL subprogram Onan equivalent microfiber scale as an ordinary amplifier its elastic properties are extracted using virtualexperiments in representative volumes In order to create a random pattern in terms of location and angle ofpositioning the effective fibers in representative representation Script was used in Python language Byperforming a virtual stretching experiment the elastic modulus and Poisson s nanocomposite coefficient havebeen extracted The effect of different patterns of cluster accumulation of nanotubes on the properties of the siteA nanocomposite has been studied through modeling For the verification of the results nanocomposite specimenswere prepared according to the ASTM D638 standard and tested for tensile stress tests Comparison of the resultsof modeling and Halpan Sai theory with experimental results showed The technique used in this study is moreaccurate than the Halpein Sai theory in predicting mechanical properties Considering the clustering of nanotubesin representative modeling it influences the results and reduces the Young s modulus Adding 1 of the crop ofa multi layered carbon nanotube to epoxy increases the 27 5 increase in the Young s modulus Among modelsmodeled for RVE the model that models the clustering effect of nanotubes in 4 masses is most closely related toexperimental results Unlike Young s modulus the Poisson coefficient obtained from nanocomposite modelingdecreases with increasing nanotube volume fraction This reduction in the 1 fraction of the amplifier for a modelthat examines the effect of half the nanotubes in 4 masses is less than 1 5 Keywords Carbon nanotube Effective fiber Interface Cohesive element
استاد راهنما :
محمد مشايخي
استاد مشاور :
مهدي كاروان
استاد داور :
محمدرضا فروزان، رضا جعفري، حسين گلستانيان
