مدل سازی نانوکامپوزیت با استفاده از روش چند مقیاسه

ارائه شود چون fem در این پایان نامه سعی شده که یک مدل مکانیک ساختار مولکولی بر پایه ماتریس در مقیاس میکرو و نانولوله کربنی در مقیاس نانو است روش بکار رفته مولتی اسکیل است، و نیروهای واندروالسی بین beam به وسیله المان 4 c-c نیروهای بین مولکولی پیوند کووالانسی پلیمر به وسیله المان فنر غیرخطی جایگزین شده است. بعد از ساختن -ch کربن و واحد های - 2 مدل ها در دو حالت پیوسته و ناپیوسته تحت نیروی محوری قرار گرفته و با محاسبه مقدار مدول یانگ در جهت طولی، اثرات نوع نانولوله کربنی و نسبت ظاهری و قطر نانولوله کربنی وکسر حجمی بر روی مدول یانگ نانوکامپوزیت پلیمری بررسی شده است. مدول یانگ نانوکامپوزیت در حالت پیوسته با فرض کرنش ثابت با روش قانون مخلوط ها و در حالت ناپیوسته با روش هالپین تسای و داده های آزمایشگاهی مقایسه شده است. نتایج بدست آمده با نتایج لی چو یکسان است و برای ماتریس های پلیمری، پلی پیلن، پلی اتیلن آمورف، پلی اتیلن کریستالی نتایج به صورت گراف رسم شده است. در نهایت با اعمال سه نوع عیب تهی جای برنانولوله داخل ماتریس پلیمری، اثرات این عیوب بر مدول یانگ نانوکامپوزیت پلیمری در جهت طولی بررسی شده است و نشان داده شده که با افزایش کسر حجمی مقدار مدول یانگ افزایش مییابد. با افزایش قطر نانولوله مقدار مدول یانگ نانوکامپوزیت برای یک کسر حجمی ثابت کاهش مییابد. با افزایش نسبت ظاهری مدول یانگ شروع به افزایش میکند و از مقداری به بعد تقریباً ثابت میشود. کاربرد نوع نانولوله کربنی مهم است چرا که کاربرد نانولوله زیگزاگ در نانوکامپوزیت باعث افزایش مدول یانگ نانوکامپوزیت در مقایسه با کاربرد آرمچیر میشود. اثرات عیوب تهی جای نوع سوم بیشتر از دونوع دیگر است و در طول های کوتاه باعث کاهش مدول یانگ میشود ولی در طول های بلند اثر آن بر روی مدول یانگ نانوکامپوزیت تقریباً ناچیز است. کلمات کلیدی: ماتریس پلیمری، نانولوله کربنی تک جداره، نیروی واندروالس، فنر غیرخطی، مولتی اسکیل مدلینگ، عیوب تهی جای، روش المان محدود.