اثر خمیدگی الیاف و تخلخل بر روی ویژگی های مکانیکی کشسان نانوکامپوزیت های تقویت شده با نانولوله های کربنی بر پایه ی روش چند مقیاسی موری تاناکا

آزمایش ها نشان داده اند که نانولوله های کربنی در بستر پلیمری خمیدگی قابل توجهی از خود نشان می دهند. بسیاری از پژوهشگران اثر این پارامتر را در رابطه های تحلیلی ویژگی های مکانیکی ماده های مرکب وارد نکرده اند. با وجود این، نتیجه ی نمونه های آزمایشگاهی کاهش چشمگیری در مقاومت ماده ی مرکب را گزارش کرده اند. از سوی دیگر، فضای خالی ماده ی زمینه دیگر پارامتری است که سبب تضعیف ماده می شود. از این رو، در نظر گرفتن این دو پارامتر برای همخوانی پاسخ های تحلیلی با آزمایشگاهی و عددی از اهمیت فراوانی برخوردار است. در این پژوهش، روشی ارائه می شود که با وارد کردن اثر خمیدگی الیاف و تخلخل، مشخصات مکانیکی ماده ی مرکب تقویت شده با نانولوله های کربنی چندراستایی را در دسترس قرار می دهد. در این راستا، راهکار شناخته شده ی چندمقیاسی موری تاناکا به کار گرفته شده است. این روش افزون بر توانایی الگوسازی ماده های چندفازی با اجزاء تکراستا میتواند اثر جهت گیری تصادفی آنها را نیز در رابطه پوشش دهد. نخست، الیاف خمیده با دو دسته الیافمستقیم جایگزین می شوند. برای به دست آوردن مشخصات الیاف مستقیم معادل از روش های بر پایه ی نگره ی کشسانی بهره جویی می شود. در این روش ها مشخصه ی مکانیکی مادهی مرکب تقویت شده با الیاف تک راستای خمیده در دو جهت به دست آمده است. به کمک این مقادیر و نگره ی ترکیب، ویژگی الیاف مستقیم معادل را میتوان به دست آورد. در گام آخر، با فن موری تاناکا مشخصات مکانیکی مادهی مرکب با دو دسته الیاف مستقیم جایگزین با جهتگیری تصادفی و تخلخل ارائه می شود. در پایان، نتیجه های به دست آمده با پاسخ های نمونه های آزمایشگاهی راستی آزمایی خواهند شد که نشان دهنده ی همخوانی آنها می باشد.

Keywords:

الیاف خمیده , تخلخل , نانوکامپوزیت , نانولوله ی کربنی , موری تاناکا