مدل مایکرومکانیک جهت بررسی اثر ابعاد و ناحیه فاز واسط بر روی مدول الاستیسیته پلیمر تقویت شده با نانولوله کربن

از مهمترین عوامل تأثیرگذار بر خواص مکانیکی پلیمر تقویت شده با نانولوله کربن، ابعاد نانولوله کربن و وجود ناحیه فاز واسط است که به سبب ساختار نانولوله تشکیل می گردد. در این پژوهش، روش تحلیلی جدیدی برای تعیین مدول پلیمر حاوی نانولوله کربن ارائه شده است. این تحقیق با در نظر گرفتن ساختار نانولوله کربن، ابعاد (قطر و طول نانولوله) و ناحیه فاز واسط به محاسبه مدول الاستیسیته نانوکامپوزیت می پردازد. مدل جدید ارائه شده با استفاده از روابط الاستیسیته، نانولوله کربن را به صورت تک رشته توپر با خواص ایزوتروپ عرضی معادل سازی نموده و در ادامه ناحیه فاز واسط بین نانولوله کربن و ماتریس که دارای پیوند واندروالس است را با روابط مکانیک محیط پیوسته، به صورت یک محیط مادی ایزوتروپ در نظر می گیرد. با در نظر گرفتن یک المان حجمی، یک تک رشته معادل ارائه می شود و با استفاده از رابطه هالپین-تسای و کویان مدول نانوکامپوزیت محاسبه می گردد. نتایج حاصل از این روش جدید، مطابقت بسیار مناسبی با داده های آزمایشگاهی متنوع را نشان می دهد. مزیت این مدل جدید آن است که برخلاف بسیاری از مدل های ارائه شده، نه تنها از روابط و مدلسازی های پیچیده استفاده نکرده، بلکه به کمک روابط الاستیسیته با سرعت بسیار بالایی به نتایجی با دقت بسیار مناسب می رسد.