مطالعه تحلیلی و عددی آثار ضربه روی نانو کامپوزیت های پلیمر-خاک رس

مطالعه تحلیلی و عددی برای نانو کامپوزیت ها سبب کاهش هزینه های بسیار زیاد آزمایش می شود. در این پژوهش برای مطالعه آثار ضربه روی نانو کامپوزیت ها،نانو ذرات خاک رس و پلیمر پلی یورتان به عنوان مطالعه موردی انتخاب شده اند. مدل سازی اجزای محدود با استفاده از نرم افزار ANSYS انجام شده و برای تحلیل ضربه از محیط LSDYNA استفاده شده است. در مدل سازی ، سه ناحیه متمایز پلیمر، ذرات خاک رس و ناحیه بین فازی در نظر گرفته شده اند. ابتدا صحت مدل سازی عددی ارزیابی شده و آن گاه آثار روی هم رفتگی ذرات، فاصله قایم بین ذرات، نسبت منظر و تغییرات نسبی درصد حجمی خاک رس روی واکنش نانو کامپوزیت در برابر ضربه مطالعه شده است. در بحث ضربه مقدار جابه جایی نمونه و نیروی بیشینه درمحل تماس از عوامل مهم است. در این پژوهش ،آثار عوامل گفته شده روی خواص ضربه ای مانند مقدار جابه جایی نمونه و نیروی بیشینه در محل تماس مطالعه و تحلیل شده است. برای مطالعه اثر عوامل ساختاری دو سرعت مختلف برای ضربه زننده انتخاب شد و برای این دو سرعت بیش از 160 مدل اجزای محدود مطالعه و پارامترهای موثر به همراه عوامل محدود کننده ارزیابی شده است. برای اثر هر عامل ساختاری روی خواص ضربه ای نمودارهای جداگانه به دست آمده و تحلیل شده است. نتایج به دست آمده از این پژوهش نشان می دهد، هرگاه نسبت منظر ذرات نانو کامپوزیت برابر 100 بوده و دارای ضرایب روی هم رفتگی 0/5 و ضریب لایه لایه شدن 0/51 باشند.کسرحجمی نانوذرات خاک رس در محدوده 1/5 تا 3 درصد را می توان به عنوان شرایط بهینه برای مقابله با آثار ضربه روی این مواد در نظر گرفت.

کلیدواژه ها:

ضربه ، نانو کامپوزیت ، پلیمر ، خاک رس ، روش اجزای محدود