تحلیل عددی المان محدود توسعه یافته و تجربی رفتار مکانیکی کامپوزیت پلی سولفون- شیشه زیست فعال s۵۸ تهیه شده توسط روش ریخته گری حلال
محل انتشار: مهندسی مکانیک مدرس، دوره: 20، شماره: 8
سال انتشار: 1399
نوع سند: مقاله ژورنالی
زبان: فارسی
مشاهده: 79
فایل این مقاله در 13 صفحه با فرمت PDF قابل دریافت می باشد
- صدور گواهی نمایه سازی
- من نویسنده این مقاله هستم
استخراج به نرم افزارهای پژوهشی:
شناسه ملی سند علمی:
JR_MME-20-8_011
تاریخ نمایه سازی: 22 اسفند 1403
چکیده مقاله:
کامپوزیت های زیست فعال، مانند پلی سولفون- شیشه زیست فعال، خواص مکانیکی بهتری نسبت به مواد خالص دارند و خواص آنها به استخوان انسان نزدیک تر است. در این پژوهش، از روش المان محدود توسعه یافته استفاده شده است، تا رفتار ناشناخته شکست کامپوزیت با دقت قابل قبول مدل سازی شود. در روش المان محدود توسعه یافته، استفاده از مش ریزی در هر مرحله ضروری نیست و با بهره گیری از توابع تحلیلی خاص (توابع غنی ساز) برای هر ناپیوستگی، دقت تقریب در تکینگی ها افزایش می یابد. هدف از استفاده از روش المان محدود توسعه یافته، به دست آوردن ضریب شدت تنش، جابه جایی ها، تنش در اطراف نوک ترک، چقرمگی شکست و نرخ آزاد سازی انرژی کرنشی است. علاوه بر این، کامپوزیت پلی سولفون- شیشه s۵۸ با ۳۰% حجمی شیشه زیست فعال و با استفاده از روش ریخته گری حلال تولید و آزمون شکست خمشی براساس استاندارد مربوطه انجام شد. همچنین برای ظاهرسازی کیفیت ناپیوستگی در فصل مشترک ذرات شیشه و زمینه پلی سولفون، تصاویر میکروسکوپ الکترونی از سطح شکست نمونه های آزمون خمش تهیه شد. رابطه بسیار نزدیکی بین ناپیوستگی اجزای کامپوزیت و ضعف در پاسخ مکانیکی و شکست کامپوزیت ساخته شده وجود دارد. چقرمگی شکست به دست آمده در محدوده ۱/۴ تا ۱/۶مگاپاسکال در رادیکال متر و نرخ آزاد سازی انرژی کرنشی در محدوده ۱۶۰۰ تا ۱۹۰۰ژول بر متر مربع و قابل مقایسه با مقادیر مربوط به استخوان طبیعی بدن انسان است. همچنین ضریب شدت تنش و نرخ آزاد سازی انرژی کرنشی توسط کدنویسی در متلب و مدل سازی در آباکوس به دست آمده و با نتایج تجربی و تحلیلی مقایسه شده اند که بیانگر مطابقت خوب نتایج عددی با نتایج تجربی و تحلیلی است.
کلیدواژه ها:
Bioactive glass composite ، Polysulfone ، Fracture toughness ، Extended Finite Element Method ، کامپوزیت شیشه زیست فعال ، پلی سولفون ، چقرمگی شکست ، المان محدود توسعه یافته
نویسندگان
آرنگ پژوهشگر
Mechanical Engineering Department, Faculty of Mechanical Engineering, Amirkabir University of Technology, Tehran, Iran
امیرحسین مغنیان
Department of Materials Engineering, Engineering Faculty, Imam Khomeini International University, Qazvin, Iran
سیدعلی صدوق ونینی
Mechanical Engineering Department, Faculty of Mechanical Engineering, Amirkabir University of Technology, Tehran, Iran
مراجع و منابع این مقاله:
لیست زیر مراجع و منابع استفاده شده در این مقاله را نمایش می دهد. این مراجع به صورت کاملا ماشینی و بر اساس هوش مصنوعی استخراج شده اند و لذا ممکن است دارای اشکالاتی باشند که به مرور زمان دقت استخراج این محتوا افزایش می یابد. مراجعی که مقالات مربوط به آنها در سیویلیکا نمایه شده و پیدا شده اند، به خود مقاله لینک شده اند :
