ارائه یک مدل ساختاری دینامیکی-مایکرومکانیکی جهت پیش بینی رفتار برشی پلیمرها و پلیمرهای تقویت شده با نانوالیاف کربن

خواص مکانیکی مواد پلیمری بطور قابل توجهی وابسته به نرخ کرنش است. بنابراین، توسعه یک مدل ساختاری وابسته به نرخ کرنش برای بررسی رفتار مکانیکی این مواد مورد نیاز می باشد. در این تحقیق، ابتدا رفتار برشی پلیمر خالص و پلیمر تقویت شده با نانوالیاف کربن تحت نرخ های بارگذاری مختلف به صورت آزمایشگاهی مورد بررسی قرار گرفته است. سپس مدل ساختاری جانسون-کوک برای درنظر گرفتن رفتار برشی وابسته به نرخ کرنش پلیمر خالص اصلاح شده است. در ادامه، با معرفی رابطه ای مادی، اثر نرخ کرنش بر رفتار الاستیک ماده بررسی شده است. سپس با ترکیب معادله ساختاری جانسون-کوک اصلاح شده با مدل مایکرومکانیکی هالپین- تسای و با استفاده از نتایج آزمایش پلیمر خالص و خواص مکانیکی نانوالیاف کربن، رفتار مکانیکی وابسته به نرخ کرنش پلیمرهای تقویت شده با نانوالیاف کربن در نرخ کرنش و کسر حجمی دلخواه آن پیش بینی می شود. مدل ارایه شده جدید در این تحقیق، مدل ساختاری دینامیکی-مایکرومکانیکی نام گذاری گردیده است. نتایج پیش بینی شده برای پلیمرهای خالص و تقویت شده با نتایج آزمایشگاهی بدست آمده در این تحقیق و نتایج آزمایشگاهی موجود در مقالات دیگر مقایسه شده است. این مقایسه ها نشان می دهند که مدل ساختاری فوق به خوبی توانایی پیش بینی رفتار وابسته به نرخ کرنش پلیمرها را داراست.