مدلسازي و بهينه سازي خواص مكانيكي نانوكامپوزيت هاي اپوكسي/هيدروكسي آپاتيت/گرافن اكسايد

Modeling and Optimization of Mechanical Properties of Epoxy / Hydroxyapatite / Graphene Oxide Nanocomposites

در اين مقاله، يك مطالعه ي تجربي و عددي بر روي مدول يانگ و استحكام خمشي كامپوزيت هاي تقويت شده با گرافن اكسايد و نانوذرات هيدروكسي آپاتيت انجام شده است. گرافن اكسايد تا سقف 0/5 درصد وزني و نانوذرات هيدروكسي آپاتيت تا سقف 7 درصد وزني مورد استفاده قرار گرفته است. درصدهاي وزني مورد استفاده از طريق طراحي آزمايش و به كمك روش طراحي كامپوزيت مركزي بدست آمده اند كه به عنوان پارامترهاي موثر بر خواص ياد شده نيز لحاظ گرديده اند. همچنين اين دو پارامتر به عنوان پارامترهاي ورودي جهت مدلسازي نتايج توسط روش سطح پاسخ و شبكه عصبي مصنوعي در نظر گرفته شده اند. نتايج تجربي نشان مي دهد افزايش محتواي نانوذرات باعث افزايش مدول يانگ و استحكام خمشي شده است. همچنين نتايج مدلسازي نشان مي دهد كه ميانگين خطاي بدست آمده از روش شبكه عصبي مصنوعي داراي كمترين ميانگين خطا بوده است. بهينه سازي به روش الگوريتم ژنتيك صورت گرفته است و نتايج نشان مي دهد كه مقدار بهينه ي مدول يانگ در 2.739 درصد وزني نانوذرات هيدروكسي آپاتيت و 0.429 درصد وزني از گرافن اكسايد بدست آمده است و مقدار آن 876.9 مگاپاسكال است. همچنين مقدار بهينه ي استحكام خمشي معادل 24.32 مگاپاسكال گزارش شده است كه در 0.021 درصد وزني از گرافن اكسايد و 2.435 درصد وزني نانورات هيدروكسي آپاتيت بدست آمده است.

In this article, an experimental and numerical study on Young´s modulus and flexural strength of epoxy based nanocomposites reinforced by graphene oxide and hydroxyapatite has been done. Graphene oxide and hydroxyapatite were used up to 0.5