تحلیل عملکرد نانو کامپوزیت ها در المان های سازه های دریایی

با توجه به کاربرد های سازه ای کامپوزیت های پلیمری و نیاز روز افزون بر افزایش بیشتر استحکام و سفتی این نوع کامپوزیت ها، همچنین به علت وجود خواص منحصر به فرد نانو لوله های کربن (CNTs)، به بررسی امکان استفاده از نانو لوله های کربن، به عنوان تقویت کننده اضافه در یک کامپوزیت پلیمری پرداخته شده است. در این تحقیق، المان حجمی معرف (RVE) در درصدها و اندازه-های مختلف نانولوله کربنی مورد بررسی و مطالعه قرار می گیرد. ابتدا روابط تحلیلی برای پیش بینی رفتار الاستیک یک المان حجمی معرف ارایه می شود؛ سپس با مدل سازی المان در نرم افزار اجزاء محدود آباکوس (ABAQUS) رفتار مکانیکی آن مورد بررسی قرار می گیرد. هدف اصلی این تحقیق، مدلسازی و استخراج خواص مکانیکی الاستیک نانوکامپوزیت پلیمری با زمینه رزین اپوکسی همراه با الیاف کربن و شیشه به عنوان تقویت کننده نخست و نانولوله کربنی به عنوان تقویت کننده دوم است. بارگذاری محوری و خمشی به صورت جابه جایی و دوران واحد، به المان اعمال می گردد . نتایج نشان می دهد که سختی محوری و خمشی کامپوزیت تقویت شده با الیاف شیشه و 5% نانولوله کربن (به ازای شعاع داخلی 2 nm) به ترتیب به میزان 83/8% و 244/9% افزایش می یابد در حالیکه این مقادیر برای کامپوزیت تقویت شده با الیاف کربن و با شرایط یکسان، به ترتیب 17.5% و 55% می باشد. از طرف دیگر، افزایش ضخامت نانولوله کربن (کاهش ri) باعث افزایش قابل توجهی در مقادیر مقاومت محوری و خمشی کامپوزیت تقویت شده با الیاف شیشه و کربن می شود.