مطالعه عددی بسته شدن ترک با استفاده از ترکیب میکروکپسول خودترمیم و سیم های آلیاژ حافظه دار

مواد خودترمیم به عنوان یکی از انواع مواد هوشمند در ترمیم و تعمیر وسایل و پیشگیری از خرابی و از کار افتادگی ابزارها، قابلیت استفاده دارند. روش های متعددی برای افزایش بازده و تکرار پذیر کردن فرایند خودترمیمی وجود دارد که یکی از آن روش ها، ترکیب میکروکپسول های خودترمیم با آلیاژهای حافظه دار است. هرچند تعدادی پژوهش آزمایشگاهی در این زمینه انجام شده اما به این روش آن چنان که باید توجه نشده است. در این پژوهش تلاش شده است تا با استفاده از روش شبیه سازی اجزای محدود، نحوه عملکرد این ترکیب ارزیابی شود. به این منظور از میکروکپسولی شیشه ای در زمینه بتن و آلیاژ حافظه دار از جنس نیکل-تیتانیوم استفاده شده است. پس از بررسی نتایج تاثیر سیم های آلیاژ حافظه دار بر افزایش حداکثر تنش شکست، کاملا مشهود بود. با افزودن دو سیم حافظه دار تنش شکست از ۱.۹۳ مگاپاسکال به ۲.۰۸ مگاپاسکال رسیده است. همچنین اثر مهم تر، بستن دهانه ی ترک می باشد به نحوی که با استفاده از دو سیم حافظه دار، بازشدگی دهانه ی ترک از ۵ میکرومتر به ۰.۰۰۸ میکرومتر رسیده است. سپس تاثیر شعاع سیم های آلیاژ حافظه دار و نسبت ضخامت و نسبت حجمی میکروکپسول بر تنش نهایی شکست و عملکرد خودترمیمی بررسی گردیده است. در انتها تاثیر استحکام لایه میانی بر شکست میکروکپسول و تنش نهایی شکست ارزیابی شده است.

کلیدواژه ها:

آلیاژ حافظه دار ، ترک ، میکروکپسول ، خودترمیمی