مدل‌سازی میکرومکانیکی خواص موثر الاستیک نانوکامپوزیت‌های هیبریدی تقویت شده با فیبر فازی حاوی نانولوله‌ی کربن

Abstract

در این پژوهش با استفاده از مدل میکرومکانیکی بر مبنای سلول واحد اثرات اندازه‌ی نانولوله کربنی بر خواص موثر الاستیک نانوکامپوزیت‌های هیبریدی تقویت شده با فیبر فازی بررسی می‌شود. این نوع نانوکامپوزیت هیبریدی از نانولوله کربنی، فیبر کربن، زمینه پلیمری و فاز میانی ناشی از برهمکنش غیر پیوندی واندروالس بین زمینه و نانولوله کربنی تشکیل می‌شود. ویژگی ساختاری جدید نانوکامپوزیت هیبریدی تقویت شده با فیبر فازی بگونه‌ای است که نانولوله‌های کربنی همراستا بصورت شعاعی بر سطح فیبر کربن رشد داده شده‌اند. نانولوله‌ی کربنی و فیبر کربن بعنوان یک ماده ایزوتروپیک عرضی مدل می‌شوند در حالی که زمینه پلیمری و فاز میانی ایزوتروپ فرض می‌شوند. اثرات اندازه‌ی نانولوله کربنی بر رفتار کلی نانوکامپوزیت زمینه پلیمری، فیبر فازی کامپوزیتی و کامپوزیت هیبریدی تقویت شده با فیبر فازی مورد مطالعه قرار می‌گیرد. نتایج نشان می‌دهد که اندازه‌ی نانولوله کربنی بر خواص موثر عرضی نانوکامپوزیت هیبریدی تقویت شده با فیبر فازی دارای اهمیت بیشتری می‌باشد. فهمیده شد که خواص موثر عرضی نانوکامپوزیت هیبریدی با افزایش اندازه‌ی شعاع نانولوله کربنی بهبود می‌یابد. همچنین این مدل میکرومکانیکی بمنظور بررسی اثرات فاز میانی بر رفتار کلی نانوکامپوزیت زمینه پلیمری، فیبر فازی کامپوزیتی و کامپوزیت هیبریدی تقویت شده با فیبر فازی بکار گرفته می‌شود. نتایج خواص موثر الاستیک بدست آمده با مدل میکرومکانیکی حاضر برای کامپوزیت هیبریدی تطابق بسیار خوبی با دیگر تحقیقات نشان می‌دهد.