مدل سازی عددی و بررسی تجربی رفتار کشسان – پلاستیک نانوکامپوزیت هایpa6/nbr تقویت شده با نانولوله های کربنی به کمک میکرومدل اجزای محدود

در این پژوهش، رفتار مکانیکی نانوکامپوزیت های ساخته شده برپایه لاستیک گرمانرم پلی ­آمید 6 وکائوچوی آکریلونیتریل بوتادی­ ان (pa6/nbr) تقویت شده با نانولوله های کربنی تک­دیواره به ­طور نظری و تجربی بررسی شد. دو ترکیب 60 و %40 کائوچو همراه با سه ترکیب 0.5، 1 و %1.5 نانولوله برای ساخت نمونه ها انتخاب شدند. مدل­ سازی برپایه به کارگیری روش اجزای حجمی نماینده دوبعدی انجام شد. محاسبات به روش اجزای محدود غیرخطی در محیط نرم­ افزار abaqus/standard انجام شد. از مدل های مکانیکی کشسان خطی و کشسان-پلاستیک با سخت شدگی همسان به ترتیب برای بیان رفتار مکانیکی نانولوله کربنی و ماتریس پلیمری استفاده شد. نمونه­ های واقعی نیز به­ طور هم ­زمان به روش اختلاط مذاب درون مخلوط کن داخلی ساخته شدند. داده های مربوط به این مدل ها از آزمون های تجربی مربوط معین شدند. مدل­ سازی به شکل دوبعدی تنش صفحه ای در دو حالت کششی و فشاری همراه با آرایش های مختلف برای نانولوله انجام شد. افزون بر این، دو حالت توپر و توخالی برای ذرات نانولوله درنظر گرفته شد. مقایسه بین مدول های کشسانی و نیز رفتار کشسان-پلاستیک پیش بینی شده به کمک مدل با نتایج تجربی به ­دست آمده از آزمون های کششی و فشاری روی نمونه های ساخته شده حاکی از دقت زیاد و صحت مدل سازی است. در این پژوهش مشخص شد، آرایش ذرات نانولوله اتفاقی بوده و رفتار کشسان-پلاستیک نانوکامپوزیت نیز به شکل سخت ­شونده همسان است. همچنین نشان داده شد، اثر فصل مشترک بین ذرات نانولوله و ماتریس  همراه با آرایش ذرات در بعد سوم منبع اصلی خطا در مدل است.