توسعه مدل ديسك دايره اي در نانوكامپوزيت هاي پايه پليمري و تحليل ميكرومكانيك تنش هاي پسماند در الياف تقويت شده با نانولوله هاي كربني

Development of Circular Disk Model for Polymeric Nanocomposites and Micromechanical Analysis of Residual Stresses in Reinforced Fibers with Carbon Nanotube

در اين تحقيق با توسعه مدل ديسك دايره اي (CDM)، به مطالعه تنش هاي پسماند در يك سلول واحد دو فازي و سه فازي پرداخته شده است. سلول واحد درنظر گرفته شده، به صورت دو فازي شامل رشته كربن و ماتريس و به صورت سه فازي، شامل رشته كربن، نانولوله كربني و ماتريس است. در حالت سه فازي، رشته كربني توسط نانولوله هاي كربني، با استفاده از روش الكتروفورز تقويت شده است. براي درصدهاي حجمي متفاوت نانولوله هاي كربني، خواص حرارتي نانولوله كربني و رشته كربني در راستاي طولي و عرضي و نحوه قرارگيري نانولوله ها به صورت متفاوت درنظر گرفته شده است. همچنين توزيع تنش هاي پسماند در سلول واحد دو فازي و سه فازي، به شكل جداگانه مطالعه شده است. نتايج تحليل ميكرومكانيك تنش هاي پسماند به دست آمده، با استفاده از دو روش مجزا المان محدود و مدل ديسك دايره اي، نشان دهنده صحت ارزيابي انجام شده و توسعه روش ديسك دايره اي را در حالت سه بعدي است.

In this study، Circular Disk Model (CDM) has been developed to determine the residual stresses in twophase and three- phase unit cell. The two-phase unit cell is consisting of carbon fiber and matrix. The three-phase unit cell is consisting of carbon fiber، carbon nanotubes and matrix in which the carbon fiber is reinforced with the carbon nanotube using electrophoresis method. For different volume fractions of carbon nanotubes، thermal properties of the carbon fiber and carbon nanotube in different linear and lateral directions and also different placement conditions of carbon nanotubes have been considered. Also، residual stresses distribution in two and three phases has been studied، separately. Results of micromechanical analysis of residual stresses obtained from Finite Element Method and CDM، confirms the evaluation and development of three dimensional CDM.