بررسی تاثیر الیاف نانو برخواص مکانیکی کامپوزیتهای پلیمری تقویت شده با نانو لوله های کربنی

نانولوله های کربنی دارای خواص مکانیکی منحصر بفردی هستند که میتوان به عنوان تقویت کننده در ساختار مواد کامپوزیت از آنها استفاده نمود. جهت استفاده کامل از خواص منحصر بفرد آنها، ما نیازمند فهم صحیحی از مکانیسم انتقال نیروی نانولوله های کربنی و ماتریس، در مواد کامپوزیت هستیم. انتقال نیرو در مواد کامپوزیت توسط فاز مشترک (interface) میان الیاف و ماتریس انجام میشود. در این پایان نامه از روش اجزاء محدود و مشخصا از نرم-افزار آباکوس(abaqus) ، برای بررسی رفتار فاز مشترک بر روی خواص مکانیکی کامپوزیت های تقویت شده با نانولوله های کربنی استفاده می شود. خواص مکانیکی کامپوزیت های تقویت شده با نانولوله های کربنی با استفاده از مفهوم المان حجمی نماینده مربعی سه بعدی بدست می آید. در این روش یک المان حجمی نماینده مربعی به همراه ماتریس و یک نانولوله مدل شده و آنگاه شرایط مرزی و شرایط فاز مشترک بر روی آن اعمال می شود. جهت شبیه سازی فاز مشترک، دو حالت چسبندگی کامل و چسبندگی نسبی میان نانولوله و ماتریس در نظر گرفته می-شود. در حالت چسبندگی نسبی دو نوع مدل برای شبیه سازی فاز مشترک استفاده میشود. در حالت اول ابتدا المانهای فنر با سختی مشخص میان نانولوله و ماتریس قرار می گیرند و در حالت دوم یک لایه نازک از یک ماده الاستیک به عنوان فاز مشترک در فضای بین اتمی با ضخامت142/0 نانومتر (برابر با طول پیوند)، میان نانولوله و ماتریس در نظر گرفته می شود. در ضمن از قانون مخلوطها برای ارزیابی نتایج استفاده میشود. نتایج نشان میدهد که خواص مکانیکی کامپوزیت تقویت شده با نانولوله کربنی، تحت تاثیر استحکام فاز مشترک می باشد.