مطالعه عددي و تحليلي تأثير فاز واسط و نسبت ابعادي المان حجمي معرف در محاسبه مدول الاستيك پليمر تقويت شده با نانولوله كربن

از جمله روش های پركاربرد مطالعه رفتار مكانیكی پلیمرهای تقويت شده با نانو لوله كربن، مدلسازی و شبیه سازی رفتار المان حجمی معرف ) RVE ) می باشد. در مطالعه خواص مكانیكی با استفاده از المان حجمی معرف، مشخص می شود كه اين خواص، تابعی از خواص اجزاء سازنده، فاز واسط و پارامترهای هندسی می باشند. در اين تحقیق، RVE كه شامل ماتريس پلیمری پیرامون و يك نانولوله كربن در هسته است، به صورت مكعب مستطیل با سطح مقطع مربعی در نظرگرفته شده است. اتصال بین نانولوله هم به صورت اتصال كامل )بدون فاز واسط( و هم با فاز واسط برررسی شده است. طول و ضخامت RVE ، طول نانولوله كربن، ضخامت و سفتی فاز واسط و همچنین درصد حجمی نانولوله كربن پارامترهای متغیر مورد نظر می باشند كه تأثیر تغییرات آن ها روی مدول الاستیسیته RVE و در نتیجه مدول الاستیسته نانوكامپوزيت، مورد مطالعه قرار گرفته است؛ همچنین روابط تحلیلی مربوط به مدول الاستیسیته RVE بدست آمده و به كمك المان محدود نیز، RVE مدلسازی و تحلیل شده است. نتايج حاصل شده نشان می دهند كه در يك درصد حجمی ثابت، سفتی و ضخامت فاز واسط به خصوص روی مدول الاستیك طولی بی تاثیر است، همچنین با تغییر هركدام از پارامترهای طول يا عرض RVE ، در يك كسر حجمی نانولوله كربن، مدول الاستیسیته طولی آن به طور قابل ملاحظه ای تغییر می كند. در انتها با استفاده از رابطه مايكرومكانیكی هالپین تسای و روابط تحلیلی استخراج شده - در اين تحقیق، نسبت ابعادی مناسب RVE برحسب كسر حجمی بدست آمده و پیشنهاد شده اند.