این سایت در حال حاضر پشتیبانی نمی شود و امکان دارد داده های نشریات بروز نباشند
مهندسی مکانیک امیرکبیر، جلد ۵۵، شماره ۴، صفحات ۴-۴
عنوان فارسی مدل‌سازی میکرومکانیکی سه‌بعدی به‌منظور پیش‌بینی خواص موثر الاستیک نانوکامپوزیت‌ پلیمری تقویت‌شده با گرافن‌نانوپلیتلت
چکیده فارسی مقاله یک روش میکرومکانیکی تحلیلی سه‌بعدی بر پایه سلول واحد جهت استخراج خواص الاستیک نانوکامپوزیت‌های پلیمری تقویت‌شده با گرافن‌نانوپلیتلت ارائه می‌شود. یک المان حجمی نماینده نانوکامپوزیت که دربرگیرنده تمامی خصوصیات نانوکامپوزیت است و شامل سه فاز تقویت‌کننده گرافن‌نانوپلیتلت، زمینه‌ی پلیمری و ناحیه فازمیانی که خواص آن به تدریج تغییر می‌کند، در نظر گرفته می‌شود. شبیه‌سازی جهت‌گیری تصادفی ذرات گرافن‌نانوپلیتلت، هندسه المان حجمی نماینده نانوکامپوزیت به N_α×N_β×N_γ سلول مکعبی در سه بعد درون RVE تقسیم می‌شود. اندازه گرافن‌نانو‌پلیتلت و تجمع وابسته به کسر حجمی گرافن نانو‌پلیتلت‌ها به عنوان دو فاکتور مهم تاثیرگذار بر روی خواص نانوکامپوزیت، از طریق دو ایده جدید مدل‌سازی می‌شوند. به منظور اعتبارسنجی مدل ارائه‌شده، ابتدا نتایج بدست‌آمده، با داده‌های تجربی و مدل‌های میکرومکانیکی پیشین در دسترس مقایسه می‌شوند. سپس، اثر پارامترهایی مانند درصد کسرحجمی، اندازه نانوذره، اثر تجمع و همچنین جهت‌گیری تصادفی گرافن‌نانوپلیتلت‌ها درون رزین اپوکسی، و ضخامت فازمیانی بر پاسخ نانوکامپوزیت بررسی می‌شود. نتایج نشان می‌دهد که تجمع گرافن‌نانوپلیتلت وابسته به کسرحجمی آن است و خواص الاستیک بدست‌آمده از مدل میکرومکانیکی حاضر با جهت‌گیری تصادفی ذرات گرافن‌نانوپلیتلت با درنظرگرفتن تجمع نانوذرات و همچنین توجه به فازمیانی، به داده‌های تجربی نزدیک‌تر است. بر طبق نتایج بدست‌آمده، افزودن حتی مقدار کم درصدحجمی گرافن‌نانوپلیتلت، تاثیر بسزایی در بهبود خواص نانوکامپوزیت دارد. علاوه‌بر‌آن، مدل‌سازی ناحیه فازمیانی نیز تاثیر زیادی بر روی خواص نانوکامپوزیت دارد. بنابراین، به‌منظور پیش‌بینی واقع‌بینانه رفتار نانوکامپوزیت، توجه به فازمیانی حائز اهمیت است.
کلیدواژه‌های فارسی مقاله نانوکامپوزیت، گرافن‌نانوپلیتلت، خواص موثر الاستیک، اثر اندازه گرافن، فاز میانی،
عنوان انگلیسی Three-dimensional micromechanical modeling of effective elastic properties of GNP-reinforced polymer nanocomposite considering the GNP size and agglomeration
چکیده انگلیسی مقاله A three-dimensional analytical micromechanical model based on the unit cell is extended to extract the elastic properties of GNP-reinforced polymer nanocomposites. GNP/matrix interphase region changing gradually and is considered elastic with isotropic behavior. In order to simulate the random distribution of GNPs, the geometry of the representative volume element of the nanocomposite is divided into a three-dimensional cubic with N_α×N_β×N_γ subcells. First, the obtained results are compared with the available researches. Then, the effect of parameters such as the volume fraction and aspect ratio of GNPs, the effect of agglomeration as well as the random distribution of GNPs in the epoxy resin, and the thickness of the interphase on the response of the nanocomposite are investigated. It is shown that the agglomeration of GNP depends on its volume fraction. The results show that the elastic properties obtained from the present micromechanical model with taking into account the random distribution and the agglomeration of nanoparticles and also interphase are close to the experimental data. According to the obtained results, adding even a small volume fraction of GNPs has a significant effect on improving the properties of the nanocomposite. In addition, the modeling of the interphase region also has a great impact on the properties of the nanocomposite. Therefore, in order to realistically predict the behavior of nanocomposites, it is important considering to the interphase.
کلیدواژه‌های انگلیسی مقاله نانوکامپوزیت, گرافن‌نانوپلیتلت, خواص موثر الاستیک, اثر اندازه گرافن, فاز میانی
نویسندگان مقاله هادی مهدی‌ پور |
دانشکده مهندسی مکانیک و انرژی، دانشگاه شهید بهشتی، تهران، ایران

عباس روحانی بسطامی |
دانشکده مهندسی مکانیک و انرژی، دانشگاه شهید بهشتی، تهران، ایران

محمدحسین سورگی |
دانشکده مهندسی مکانیک و انرژی، دانشگاه شهید بهشتی، تهران، ایران

نشانی اینترنتی https://mej.aut.ac.ir/article_5137_60d0846642892e60289d6e990bb2cada.pdf
فایل مقاله فایلی برای مقاله ذخیره نشده است
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