عنوان مقاله :
بررسي تاثير وجود نانو ذرات گرافن بر عملكرد نانو كامپوزيت پايه پليمر حافظه دار
عنوان به زبان ديگر :
AN INVESTIGATION ON THE EFFECT OF GRAPHENE NANO-PLATE ON PERFORMANCE OF A SHAPE-MEMORY-POLYMER BASED NANOCOMPOSITE
پديد آورندگان :
باغاني، مصطفي دانشگاه تهران - دانشكده مهندسي مكانيك , بني اسدي، مجيد دانشگاه تهران - دانشكده مهندسي مكانيك
اطلاعات موجودي :
دوفصلنامه سال 1396
كليدواژه :
نانو كامپوزيت پايه پليمر حافظه دار , مدل ويسكوالاستيك , روش اجزاء محدود , نانو صفحات گرافن
چكيده فارسي :
پليمرهاي حافظه دار دسته يي از مواد هوشمندند كه نسبت به تحريك حرارتي عكس العمل نشان مي دهند. اين مواد پس از تغيير شكل، طي يك سري چرخه هاي ترموديناميكي، شكل اوليه ي خود را بازيابي مي كنند. استحكام كم اين مواد كاربردهاي آن را محدود مي كند. يكي از راه هاي رفع اين محدوديت، طراحي نانوكامپوزيت هايي بر پايه ي پليمر حافظه دار است. در اين مطالعه اثرات ناشي از افزودن نانوصفحات گرافن بر عملكرد اين مواد بررسي مي شود. در اين راستا، از يك مدل ويسكوالاستيك براي توصيف رفتار ماده استفاده مي شود. براي مدل سازي نانوكامپوزيت و بررسي اثرات درصد حجمي و نسبت منظري نانوذرات از روش اجزاء محدود استفاده شده است. بدين منظور، دو چرخه ترموديناميكي طراحي شده و نتايج در نمودارهاي تنش ـ كرنش ـ دما ارائه مي شود. با افزايش درصد حجمي و نسبت منظري نانوذرات، مقدار تنش و مقدار تنش بازيابي شده افزايش مي يابد. با افزودن تا 3٪ نانوذره و اعمال كرنش تا 20٪ اختلالي نيز بر روي عملكرد نانوكامپوزيت ايجاد نمي كند.
چكيده لاتين :
Shape memory polymers are a class of multi-phase smart materials which have the ability to return from a deformed state (temporary or fixed shape) to their original (or permanent) shape، called as shape memory effect، (or recovery) under different thermo mechanical cycles، e.g.، fixed strain stress recovery and fixed stress strain recovery. Due to their unique behavior، shape memory polymers have many applications in industry areas. Shape memory polymers have been researched، developed، and utilized in a wide range of applications such as advanced technologies in the aerospace، medical and oil exploration industries. Moreover، shape memory polymers have a promising future for application in sensors، actuators and smart devices. However، applications of shape memory polymers are restricted by their low strength. Different techniques are employed to eliminate such restrictions. Among them، addition of micro and/or nano-particles is a common practice. In this study، a numerical method، based on 3D finite element method، is introduced to investigate the effect of nano-particles on mechanical properties (e.g.، the mechanical strength) and performance of shape memory polymer nano-composites. The non-linear behavior of shape memory polymers is described through employing a recently proposed visco-hyper-elastic constitutive model، and the nano-composite is simulated in the framework of the nonlinear finite element method. Effects of different volume fractions and aspect ratios of the nano-particles are investigated، and the results are presented in the form of stress strain temperature diagrams. According to the produced results، increasing the volume fraction and/or aspect ratio increases the generated elastic stress and the recovered stress. In addition، adding up to 3 percent of nano-particle volume fraction and applying strains up to 20 percent would not disrupt the performance of the material، while remarkably enforce the shape memory polymer based nano-composite
عنوان نشريه :
مهندسي مكانيك شريف
عنوان نشريه :
مهندسي مكانيك شريف
اطلاعات موجودي :
دوفصلنامه با شماره پیاپی سال 1396
