مدلسازی فاز واسط در مواد نانوکامپوزیت تقویت شده با نانولوله های کربنی به روش شبیه سازی چند مقیاسه

مطالعه اتصال بین نانولوله و رزین دربرگیرندة آن، یکی از مسائل مهم در بررسی رفتار مواد نانوکامپوزیت تقویت شده با نانولوله¬های کربنی است. در این مقاله، نانولوله کربنی و رزین اطراف آن به صورت یک المان حجمی در نظر گرفته ¬شده و رفتار مکانیکی آن با استفاده از روش اجزای محدود تحلیل می¬شود. برای مدلسازی اتصالات، از المان فنر غیرخطی استفاده ¬شده و نیروی موثر بین نانولوله و رزین، بر اساس معادله لنارد- جونز تعیین می¬شود. ضخامت فاز واسط بین 7/1 تا 8/3 آنگستروم¬متر تغییر داده می¬شود تا تاثیر آن بر رفتار المان حجمی مطالعه گردد. بارگذاری کششی المان حجمی به دو صورت انجام می شود تا اتصال کامل بین نانولوله و رزین بررسی شود. در ادامه، میزان مدول الاستیسیته طولی المان حجمی با نسبت منظریهای مختلف و ضخامت¬های مختلف فاز واسط محاسبه شده و با نتایج تئوری قانون اختلاط در حوزه میکرومکانیک مقایسه و ارزیابی می شوند. نتایج این تحقیق نشان می¬دهد که در نسبت منظری¬های بسیار کم، میزان مدول الاستیسیته نزدیک به مقدار آن برای رزین یا نانولوله منفرد است ولی با افزایش نسبت منظری¬ عملکرد اتصالات بهتر شده و این مقدار به قانون اختلاط همگرا می شود.