مطالعه عددی- تجربی اثر نرخ کرنش بر خواص کششی نانوکامپوزیت های گرافن- اپوکسی

در این پژوهش، اثر نرخ کرنش بر رفتار کششی نانوکامپوزیت های گرافن- اپوکسی مورد بررسی قرار گرفت. نمونه ها برای 0/05، 0/1، 0/3 و 0/5 درصد وزنی گرافن اکساید آماده سازی شدند و تحت آزمون کشش در نرخ های کرنش مختلف قرار گرفتند. نتایج تجربی نشان داد که حداکثر بهبود در استحکام کششی و مدول به ترتیب 9 و 16% و برای نانوکامپوزیت، 0/1 درصد وزنی به دست آمده بودند. همچنین، نتایج نشان داد که اپوکسی و نانوکامپوزیت های آن به نرخ کرنش حساس بودند. حساسیت به نرخ با افزایش درصدهای وزنی گرافن، کاهش یافت. علاوه بر آن نشان داده شد که با افزایش نرخ کرنش، استحکام کششی و مدول اپوکسی خالص به ترتیب 15/8 و 16/8% بهبود یافتند. در این مطالعه، تناسب و کارآیی مدل ماده جانسون- کوک برای توصیف ارتباط تنش- کرنش نانوکامپوزیت ها، به کمک تکنیک ترکیب آزمایشی- عددی- بهینه سازی ارزیابی شد. شبیه سازی های عددی با استفاده از برنامه تجاری آباکوس و بهینه سازی، با استفاده از مدل سازی جایگزینی انجام گرفت. نتایج نشان داد که در نرخ های کرنش خیلی پایین، مدل جانسون- کوک دقیق نیست. با این حال، با افزایش درصد وزنی گرافن یا افزایش نرخ کرنش، دقت مدل بهبود چشمگیری یافت.