تعیین خواص مکانیکی نانوکامپوزیت های تقویت شده با نانولوله های کربنی خمیده و طنابی

نانولوله های کربنی دارای خواص مکانیکی منحصربفردی هستند و بنابراین گزینه ی مناسبی برای استفاده به عنوان تقویت کننده در ساخت مواد کامپوزیتی هستند.. هنگام تهیه ی نانوکامپوزیت ها، نانولوله ها به شکل های مختلفی از جمله صاف، مارپیچ، حلزونی، خمیده و غیره درون ماتریس توزیع می شوند. همچنین نانولوله ها معمولا" به صورت دسته جمعی مشاهده می شوند مانند دسته ای از نانولوله های صاف و دسته ای از نانولوله های خمیده به شکل طناب. از آنجایی که شکل نانولوله تأثیر زیادی روی مکانیزم انتقال تنش و کارآیی نانولوله در استحکام بخشی نانوکامپوزیت دارد، بررسی اثر شکل نانولوله روی استحکام بخشی نانوکامپوزیت بسیار مهم است. در این پایان نامه، شبیه سازی المان محدود و مدلسازی یک المان حجمی نماینده ی مربعی در نرم افزار آباکوس برای تعیین خواص مکانیکی نانوکامپوزیت های تقویت شده با نانولوله ی صاف، خمیده و طنابی استفاده شده است. ابتدا اثرات مدول یانگ ماتریس، انحنای نانولوله ی خمیده و درصد حجمی نانولوله ی خمیده را بررسی می کنیم. سپس اثرات قطر نانولوله را روی خواص مکانیکی نانوکامپوزیت های تقویت شده با نانولوله های طنابی مورد ارزیابی قرار داده و با نتایج نانولوله های صاف مقایسه می کنیم. نتایج نشان می دهد که شکل نانولوله اثرات چشمگیری روی خواص نانوکامپوزیت دارد، بطوریکه با افزایش خمیدگی نانولوله، مدول یانگ نانوکامپوزیت در جهت طولی کاهش و مدول یانگ در جهت خمیدگی افزایش می یابد. همچنین کاهش مدول یانگ ماتریس باعث افزایش اثربخشی نانولوله می شود. نتایج بدست آمده از شبیه سازی نانوکامپوزیت های تقویت شده با دسته ای از نانولوله های صاف و نانولوله های طنابی شکل نشان می دهد که مدول یانگ نانوکامپوزیت تقویت شده با نانولوله های صاف در جهت طولی بیشتر از نانولوله های طنابی شکل است.