توصيفگر ها :
پليمر حافظه دار , ساختار پانتوگرافيك , روش اجزاي محدود , مدل ساختاري
چكيده فارسي :
پيشرفت علم و فناوري و نياز به مواد و ساختارها با كاربردهاي چند منظوره براي صرفه جويي در ميزان مصرف انرژي و زمان، جامعه مهندسين و دانشمندان را به سوي طراحي و توليد مواد پيشرفته با قابليت تبديل صورت هاي مختلف انرژي به يكديگر و به خصوص به انرژي مكانيكي و بالعكس، سوق داده است كه با نام مواد هوشمند شناخته مي شوند. در ميان اين مواد، پليمرهاي حافظه دار به واسطه مزايا و گستردگي كاربردشان در سال هاي اخير بيشتر مورد توجه محققين و صنعتگران قرار گرفته اند. ساختارهاي پانتوگرافيك در حوزه‌هاي مختلفي همچون سازه‌هاي خرپايي، تيرها، ماشين‌هاي فرز و ضرب سكه كاربرد دارند. ويژگي‌هاي پليمرهاي حافظه دار از جمله واكنش به محرك‌هاي بيروني، تنوع بالا، زيست‌تخريب‌پذيري،كنترل پاسخ و تركيب‌پذيري موجب شده تا ساخت ساختارهاي پانتوگرافيك با استفاده از اين مواد مورد توجه قرار گيرد. در اين پايان نامه، به معرفي و بررسي ساختار پانتوگرافيك از جنس پليمر حافظه دار با روش اجزاي محدود به عنوان يك موضوع جديد پرداخته شده است. در اين راستا ابتدا مدل پيشنهادي تشريح و ساختار پانتوگرافيك با ماده معمولي در محيط نرم افزار كامسول مدل شده و نتايج با مقاله مرجع مقايسه گرديده است. در گام بعد يكي از مدل هاي ساختاري پليمر حافظه دار در محيط نرم افزار كامسول شبيه سازي شده است. سپس، به ازاي مقادير متفاوت بيشترين كرنش، نمودارهاي تنش-كرنش و دما استخراج شده اند. در گام آخر، اين مدل ساختاري پليمر حافظه دار ابتدا روي يك جزء المان پانتوگراف با دو فيزيك خرپا و تير اعمال شده و نتايج اين دو فيزيك با يكديگر مقايسه شده اند. سپس مدل ساختاري پليمرحافظه دار بر مدل ساختاري پانتوگرافيك در محيط نرم افزار كامسول اعمال شده و نمودارهاي نيرو-جابه¬جايي استخراج شده اند. نتايج ترمومكانيكي به دست آمده نشان مي‌دهند رفتار تنش و كرنش به شكلي قابل توجه در دماي پايين تر از دماي شيشه‌اي شدن تغيير مي‌كنند. اين در حالي است كه رفتار تنش و كرنش در بالا و پايين دماي اين ناحيه به آرامي تغيير مي‌كنند. نتايج به دست آمده نشان مي‌دهد كه به دليل بالا بودن كرنش بيشينه، كرنشي كه در دماي باربرداري حاصل مي شود، تثبيت شكل بسيار مناسبي را به دست خواهد داد.
چكيده انگليسي :
Advances in science and technology, and the need for materials and structures with versatile applications to save energy and time, have led the community of engineers and scientists to design and build advanced materials that can convert different energies to each other. When the conversion is related to mechanical energy and vice versa, these are known as smart materials. Among these materials, shape memory polymers have received more attention from researchers and industries in recent years due to their advantages and a wide range of applications.
Pantographic structures are used in various areas such as truss structures, beams, milling machines, and coin production. Properties of shape memory polymers such as reaction to external stimuli, a great diversity in types, control of the reponses , biodegradability, etc have casued the pantographic structures using shape memory polymers to be under consideration. In this thesis, pantographic structures made from shape memory polymers with finite element method is studied as a new topic. In this regard, first,the proposed model is described, and the pantographic structure is modeled in the software.The results are further compared with the benchmarks. In the next step, a constitutive model of shape memory polymers is simulated in the software Camsol. Then, for different values of maximum strain, stress-strain and temperature diagrams are extracted. The results of the two physics of truss and beam are compared with each other. Then, this shame memory polymer model is attributed to the pantograph in Camsol, and the force-displacement diagrams are extracted. The stress and strain responses change significantly in above and below the glass transition temperature. However, theses chages are less for tempeartures closer to this temperature. The results show that, due to the high value of the maximum strain, the strain obtained at unloading loading will provide a very good shape stabilization.
