ساخت سیـال غلیـظ بـرشی و اثـرگذاری نـانو ذرات مختـلف سیلیکا روی رفتار رئولوژیکی آن و بررسی پارامترهای مختلف روی پاسخ این سیال در ضربه با سرعت متفاوت

ویژگی غلیظ برشی که به صورت افزایش ویسکوزیته در اثر افزایش تنش وارده بروز می نماید، خاصیتی است که سیالات دارای این رفتار را در دسته ی سیالات غیر نیوتنی جای می دهد. این ویژگی که تنها در سوسپانسیون های غلظت بالا رخ می دهد موجب ایجاد مکانیزمی بر پایه ی تجمع و اصطکاک میان ذرات در اثر وارد آمدن تنش به آن ها و در نتیجه افزایش ناگهانی ویسکوزیته و اتلاف انرژی تنش وارد شده می شود. ظرفیت بالای ضربه پذیری و جذب انرژی در این نوع سیالات گرایش به استفاده از آن ها را در میرا کننده های انرژی دوچندان کرده است. در این پژوهش ابتدا، ارزیابی صحت یکی از مهم ترین نظریه های موجود درباره ی مکانیزم رفتار غلیظ برشی به نام نظریه ی هیدروکلاستر توسط طراحی آزمونی با استفاده از طیف سنجی مرئی- فرابنفش موجب اثبات این نظریه به صورت تجربی گردید. همچنین در این کار سیال غلیظ برشی بر پایه ی پلی اتیلن گلایکول و نانو ذرات سیلیکا در دو سیستم تک توزیعی و بایمودال تهیه و مورد بررسی قرار گرفته است. نانو ذرات با اندازه های 40 و nm 12 در نسبت کسر وزنی های مختلف برای تهیه ی سیال غلیظ برشی به صورت بایمودال استفاده شد و خواص رئولوژیکی آن ها مورد مقایسه با سیالات ساخته شده به صورت تک توزیعی قرار گرفت. تغییرات ویسکوزیته ی ناشی از افزایش تنش یا فرکانس، منحنی پسماند، تغییر ویسکوزیته با دما، ویسکوزیته ی کمپلکس و مدول های ذخیره و اتلاف سیال غلیظ برشی از جمله مواردی است که به صورت مقایسه ی دو سیستم تک توزیعی و بایمودال در این تحقیق مورد مطالعه قرار گرفت که نتایج حاکی از بهبود عملکرد سیستم بایمودال به همراه کاهش استفاده از نانو ذرات سیلیکا و بهینه شدن ترکیب درصد آن می باشد. همچنین سرعت بازگشت پذیری بسیار زیاد این سیال ایده ای جدید برای بررسی زمان بازگشت این سیال به حالت اولیه پس از برداشته شدن تنش از روی آن و نیز مقایسه ی این زمان در سیستم های مختلف تک توزیعی و بایمودال بوده است. در ادامه با مطالعه روی پارچه های پارا آرامیدی و میزان جذب انرژی آن ها هنگام وارد آمدن ضربه در مقایسه با پارچه هایی از این نوع که به سیال غلیظ برشی آغشته شده اند، به بررسی اثر این سیال در پدیده ی ضربه پرداخته شد. مطالعات نشان داد که سیال غلیظ برشی به دلیل خاصیت جذب کنندگی انرژی و نیز با ایجاد اصطکاک میان الیاف موجب اتلاف انرژیِ بیشتر، نسبت به پارچه های خشک می شود. در انتها نیز با قرار دادن سیال غلیظ برشی درون فوم های نرم و ارزیابی میزان جذب انرژی آن ها در مقایسه با فوم های بدون سیال این نتیجه حاصل شد که این سیال در سرعت های پایین کارایی بهتری نسبت به سرعت های بالا از خود نشان می دهد.