تحليل شكست نرم نانوكامپوزيت هاي شياردار اپوكسي تقويت شده با نانوذرات گرافن اكسيد با استفاده از مفهوم ماده معادل

در اين مقاله، ظرفيت باربري نمونه هاي نانوكامپوزيت زمينه پليمري داراي شيار v شكل نوك گرد ساخته شده از رزين اپوكسي LR 630 و نانو گرافن اكسيد، به هر دو روش تجربي و تئوري در شرايط مود بازشوندگي خالص، مورد مطالعه قرار گرفت. ابتدا خواص مكانيكي رزين اپوكسي خالص و نانوكامپوزيت، توسط آزمون كشش و خمش سه نقطه، به منظور ساخت نمونه هاي مورد مطالعه، تعيين شد. از صفحات مستطيلي شامل يك سوراخ لوزي شكل در مركز با چهار گوشه شياردار با زاويه ي شيار 60 درجه و شعاع هاي 2،1و 4 ميلي متر در نوك آن، به عنوان نمونه براي آزمون شكست، استفاده شد. سپس نمونه ها تحت بارگذاري كششي تك محوره قرار گرفتند و ظرفيت باربري آن ها اندازه گيري شدند. سپس براي پيش بيني هاي تئوري به دليل رفتار نرم نمونه هاي مورد بررسي، از تركيب روش مفهوم ماده معادل (EMC) با يك معيار شكست ترد شناخته شده به نام معيار بيشترين تنش محيطي (MTS)، استفاده شد و بعد از آن نتايج تجربي و تئوري باهم مقايسه شدند. نتايج حاصل از آزمايش نشان داد كه با افزودن نانوذره به رزين اپوكسي، استحكام آن حدود 8% بهبود پيدا مي كند. هم چنين مشاهده شد كه بيشترين اختلاف نتايج تئوري و تجربي مربوط به ظرفيت باربري، مربوط به شيار با شعاع 4 ميلي متر و حدود 9.2% مي باشد. در نهايت مشاهده شد، معيار تركيبي جديد به خوبي مي تواند، بدون نياز به تحليل هاي زمان بر و پيچيده الاستوپلاستيك، نتايج تجربي به دست آمده براي نمونه هاي نانو كامپوزيتي را پيش بيني كند.