مدلسازی خواص مکانیکی نانوکامپوزیت بر پایه پلی آمید 6 / لاستیک اکریلونیتریل بوتادی ان

این کار پژوهشی اختصاص به بررسی تئوری و تجربی رفتار مکانیکی نانو کامپوزیت های ساخته شده بر پایه لاستیک گرمانرم پلی آمید 6 وکائوچوی اکریلونیتریل بوتادی ان (pa6/nbr) تقویت شده با نانو لوله های کربنی تک دیواره دارد. دو ترکیب 60 و 40 درصد کائوچو همراه با سه ترکیب 5/0، 1 و 5/1 درصد نانو لوله برای ساخت نمونه ها انتخاب شدند. مدل سازی بر پایه به کارگیری روش المان های حجمی نماینده دو بعدی صورت پذیرفت. محاسبات توسط روش المان محدود غیر خطی در محیط نرم افزار abaqus/standard انجام گرفت و 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 همزمان توسط روش اختلاط مذاب درون مخلوط کن داخلی ساخته شدند. داده های مربوط به این مدل ها از طریق آزمون های تجربی مربوطه تعیین شدند. مدل سازی به صورت دوبعدی تنش صفحه ای در دو حالت کششی و فشاری همراه با آرایش های مختلف برای نانولوله صورت گرفت. علاوه بر آن دو حالت توپر و توخالی برای ذرات نانولوله در نظر گرفته شد. مقایسه بین مدول های کشسانی و نیز رفتار کشسان-پلاستیک پیش بینی شده توسط مدل با نتایج تجربی بدست آمده از آزمون های کششی و فشاری بر روی نمونه های ساخته شده حاکی از دقت بالا و صحت مدل سازی دارد. در این پژوهش مشخص شد که آرایش ذرات نانولوله به صورت اتفاقی بوده و رفتار کشسان-پلاستیک نانوکامپوزیت نیز به صورت سخت شونده همسان می باشد. همچنین نشان داده شد که اثر فصل مشترک بین ذرات نانولوله و ماتریس همراه با آرایش ذرات در بعد سوم منبع اصلی خطا در مدل می باشند.