طراحی و مدل سازی سازه های کامپوزیتی براساس فروسیال

فروسیال ها (Ferrofluids)، سوسپانسیون هایی هستند که در آن ها نانوذرات مغناطیسی یک مایع حامل مانند آب، روغن یا حلال های آلی پراکنده اند. این سیالات به دلیل ویژگی های منحصربه فردشان، نظیر خاصیت مغناطیسی بالا و ویسکوزیته پایین، در صنایع مختلف کاربرد دارند. ذرات مغناطیسی در فروسیال ها، معمولا کروی یا بیضوی بوده و از موادی مانند آهن، نیکل یا کبالت ساخته شده اند و اندازه ای در حدود ۱۰ تا ۱۰۰ نانومتر دارند. این نانوذرات با یک لایه نازک از سورفاکتانت ها پوشانده شده اند که از چسبیدن آن ها به یکدیگر جلوگیری می کند تا پایداری فروسیال را تضمین نماید.سورفاکتانت ها یا مواد فعال سطحی، موادی با ساختار آمفی فیلیک هستند، بدین معنا که از یک بخش آب دوست (هیدروفیلیک) و یک بخش آب گریز (هیدروفوبیک) تشکیل شده اند. این ساختار موجب می شود که سورفاکتانت ها بتوانند کشش سطحی مایعات را کاهش دهند و از تجمع ذرات جلوگیری کنند و امکان کارایی آن ها را در سیستم های مختلف فراهم می آورند.یکی از کاربردهای گسترده فروسیال ها، کنترل لرزش سازه ها و دستگاه ها می باشد. زیرا هنگامی که یک میدان مغناطیسی خارجی به آن ها اعمال می شود، نانوذرات مغناطیسی در جهت میدان صف آرایی می کنند؛ و خواص سیال نظیر ویسکوزیته و سختی ظاهری آن را تغییر می دهند. این امر موجب جذب میرایی به صورت گرما درون سیال می شود. بنابراین در راستای توسعه و طراحی پایدار سازه های کامپوزیتی با استفاده از فروسیال ها، پژوهشی را در نظر داریم تا به برهم کنش میان سازه کامپوزیتی و فروسیال با استفاده از مدل سازی در نرم افزار بپردازیم.

کلیدواژه ها:

فروسیال ، میرایی ، سازه کامپوزیتی ، میدان مغناطیسی