بررسی خواص کامپوزیت های تقویت شده توسط نانو تیوب های کربنی با استفاده از المان حجمی نماینده مربعی

نانو تیوب های کربنی معمولا سختی و فنریت بالایی را از خودشان نشان می دهند و ممکن است بتوانند یک تقویت کننده ایده آل برای نانو کامپوزیت های جدید باشند. ارزیابی خواص موثر چنین موادی در مقیاس نانو، کاری بسیار دشوار می باشد. شبیه سازی این مواد با روش های دینامیک مولکولی و مکانیک محیط های پیوسته می تواند نقش موثری را در توسعه این مواد جدید ایفا کند. در حال حاضر بنظر می رسد که نظریه مکانیک محیط های پیوسته می تواند تنها روش عملی برای چنین بررسی های دارای حجم زیاد باشد. در این پروژه خواص موثر کامپوزیت های تقویت شده با نانو تیوب های کربنی با استفاده از یک المان حجمی نماینده مربعی در مقیاس نانو و با کنار هم قرار دادن چندین المان حجمی نماینده در مقیاس بالاتر از نانو بر اساس نظریه مکانیک محیط های پیوسته و نظریه اجزا محدود بررسی شده است. با استفاده از تئوری الاستیسسته رابطه های لازم برای بدست آوردن خواص موثر نانو کامپوزیت استخراج شده است. برای این کار المان های حجمی نماینده مربعی تحت دو نوع بارگذاری قرار گرفته اند. نتایج عددی بدست آمده بوسیله روش اجزا محدود نشان می دهد بخش عمده ای از نیروی اعمال شده به نانو کامپوزیت توسط های نانو تیوب های کربنی قرار گرفته در ماتریس تحمل می شود. برای مثال با افزودن نانو تیوب های کربنی های طویل به ماتریس با نسبت حجمی 6/3٪ سختی کامپوزیت 31٪ در جهت محوری افزایش می یابد. این شبیه سازی ها با نتایج گزارش شده قبلی توسط المان حجمی نماینده های استوانه های شکل سازگار است.

کلیدواژه ها:

کامپوزیت ، نانو تیوب های کربنی ، المان حجمی نماینده ، روش اجزا محدود