علوم و تکنولوژی پلیمر، جلد ۲۷، شماره ۳، صفحات ۲۳۰-۲۱۳
عنوان فارسی مطالعه خواص مکانیکی و گرمایی کامپوزیت‌های پلیمری تقویت شده با نانولوله کربنی چنددیواره برای کاهش تنش‌های پسماند
چکیده فارسی مقاله در این پژوهش از مدل های میکرومکانیک برای تعیین خواص مکانیکی- گرمایی نانوکامپوزیت حاوی نانولوله کربنی چنددیواره (MWCNT) و مطالعه اثر نانولوله‌­ها بر کاهش تنش­‌های پسماند در چندلایه‌ای‌های‌ کامپوزیتی پایه پلیمری با چیدمان متفاوت استفاده شده است. ابتدا نانولوله‌­ها با درصدهای مختلف وزنی و حجمی در رزین اپوکسی ML-506 پراکنده شدند. سپس، با استفاده از مدل های میکرومکانیک، اثر افزودن نانولوله‌­ها بر دو پارامتر مهم مدول کشسانی و ضریب انبساط گرمایی در نانوکامپوزیت دوفازی نانولوله کربنی- اپوکسی مطالعه شد. با مقایسه نتایج تجربی موجود و نتایج تحلیلی، مدل Halpin-Tsai اصلاح شده و مدل Schapery اصلاح شده برای محاسبه خواص این نانوکامپوزیت انتخاب شدند. سپس، با استفاده از ماتریس تقویت شده با MWCNT و مدل­‌های میکرومکانیک، مدول و ضریب انبساط گرمایی برای نانوکامپوزیت تک‌ لایه معین شد. نتایج نشان داد، قانون اختلاط و مدلHashin-Rosen برای مدول کشسانی طولی و عرضی و مدل Van Fo Fy برای ضریب انبساط گرمایی نانوکامپوزیت تک‌­لایه مطابقت مناسبی با نتایج تجربی دارد. در پایان با استفاده از نظریه کلاسیک لایه­‌ای، تنش­‌های پسماند برای نانوکامپوزیت سه فازی نانولوله کربنی- الیاف کربن - اپوکسی با درصدهای مختلف وزنی و حجمی MWCNT در چیدمان‌­های چندلایه متعامد، متقاطع و شبه‌­همسانگرد محاسبه و ارزیابی شد. نتایج نشان داد، استفاده از MWCNT برای تقویت ماتریس کامپوزیت پلیمری حداکثر تا مقدار ٪1 وزنی یا 0.675 درصد حجمی سبب کاهش تنش‌­های پسماند می‌شود که بیشترین کاهش در چیدمان متعامد نامتقارن [902/02] است. 
کلیدواژه‌های فارسی مقاله
عنوان انگلیسی Investigation of Mechanical and Thermal Properties of Polymer Composites Reinforced by Multi-Walled Carbon Nanotube for Reduction of Residual Stresses
چکیده انگلیسی مقاله The micromechanical models are used to investigate mechanical and thermal properties of a polymer matrix nanocomposite containing multi-walled carbon nanotubes (MWCNT) in their effects to reduce residual stresses in nanocomposites. To do this, first nanotubes with different weights and volume fractions were dispersed in ML-506 epoxy resin. By using different micromechanical models, the effect additional nanotubes on elastic modulus and coefficient of thermal expansion (CTE) of nanotubes/epoxy were studied as critical parameters. Comparing the model and available experimental results, the modified Halpin-Tsai model and the modified Schapery model were chosen to calculate the mechanical and thermal properties of the nanocomposites. Then, using the matrix reinforced with MWCNT and classical micromechanics models the elastic modulus and coefficients of thermal expansion of the nanocomposites were determined for a single orthotropic ply. The results showed that the rule of mixture (ROM) and Hashin-Rosen model to determine the longitudinal and transverse elastic moduli and Van Fo Fy model to calculate the coefficient of thermal expansion were in good agreements with the experimental results of a single-layer nanocomposite. Finally, the classical laminated plate theory (CLPT) was used to calculate the residual stresses of the CNT/carbon fiber/epoxy composites with different weights and volume fractions of MWCNT for angle-ply, cross-ply and quasi-isotropic laminated composite materials. The results showed that residual stresses were reduced using a maximum of 1% wt or 0.675% volume fraction of the MWCNT in polymer composites. Also, the highest reduction in residual stresses was observed in [02/902] cross-ply laminated composite materials.
کلیدواژه‌های انگلیسی مقاله
نویسندگان مقاله احمدرضا قاسمی |
کاشان، دانشگاه کاشان، دانشکده مهندسی مکانیک، صندوق پستی 51167-87317
سازمان اصلی تایید شده: دانشگاه کاشان (Kashan university)

محمد مهدی محمدی | mohammad mehdi
کاشان، دانشگاه کاشان، دانشکده مهندسی مکانیک، صندوق پستی 51167-87317
سازمان اصلی تایید شده: دانشگاه کاشان (Kashan university)

مهدی مرادی |
کاشان، دانشگاه کاشان، دانشکده مهندسی مکانیک، صندوق پستی 51167-87317
سازمان اصلی تایید شده: دانشگاه کاشان (Kashan university)

نشانی اینترنتی http://jips.ippi.ac.ir/article_1070_335.html
فایل مقاله اشکال در دسترسی به فایل - ./files/site1/rds_journals/968/article-968-197156.pdf
کد مقاله (doi)
زبان مقاله منتشر شده fa
موضوعات مقاله منتشر شده
نوع مقاله منتشر شده
برگشت به: صفحه اول پایگاه   |   نسخه مرتبط   |   نشریه مرتبط   |   فهرست نشریات