تحلیل میکرومکانیکی اثرات افزودن نانوذرات سیلیکا بر رفتار الاستوپلاستیک نانوکامپوزیت های زمینه پلیمری با در نظر گرفتن فازمیانی

در این پژوهش، یک مدل ساختاری الاستوپلاستیک به منظور بررسی اثرات افزودن نانوذرات سیلیکا بر منحنی های تنش-کرنش الاستیک-پلاستیک کامپوزیت های زمینه پلیمری ارایه می شود. مدول الاستیک نانوکامپوزیت با ترکیب مدل های میکرومکانیکی موری-تاناکا و اشلبی با در نظر گرفتن ناحیه ی فازمیانی ناشی از واکنش بین نانوذرات سیلیکا و زمینه پلیمری ارزیابی می شود. سپس، منحنی های تنش-کرنش الاستیک-پلاستیک نانوکامپوزیت با بکارگیری یک روش همگن سازی میانگین گیری شده روی حجم های گروهی پایه میکرومکانیکی استخراج می شود. جهت اثبات درستی مدل توسعه داده شده، پیش بینی ها با داده های آزمایشگاهی موجود مقایسه می شوند. اثرات درصد حجمی و قطر نانوذرات سیلیکا، ضخامت و نمای چسبندگی ناحیه فازمیانی بر منحنی های تنش-کرنش الاستیک-پلاستیک کامپوزیت های زمینه پلیمری به طور گسترده ای مورد بررسی قرار می گیرد. با در نظر گرفتن اثرات فازمیانی رفتار الاستوپلاستیک سخت تر مشاهده می شود. نتایج مدل سازی میکرومکانیکی به وضوح نشان می دهد که استحکام نانوکامپوزیت زمینه پلیمری تقویت شده با نانوذرات سیلیکا یا (1) افزایش درصد حجمی نانوذرات، (2) کاهش قطر نانوذرات، (3) افزایش ضخامت فازمیانی و (4) کاهش نمای چسبندگی فازمیانی بهبود می یابد. در نهایت، منحنی های تنش-کرنش الاستیک-پلاستیک کامپوزیت های زمینه پلیمری تقویت شده با نانوذرات سیلیکا تحت بارگذاری دو محوری به دست خواهد آمد.