| نقش اصطکاک سطحی در افزایش تنش فشاری موثر ساختارهای آگزتیک کامپوزیتی پر شده با الاستومر |
| کد مقاله : 1131-ICME (R1) |
| نویسندگان |
|
رضا حاجب فرد *، محمدرضا موحدی دانشگاه صنعتی شریف |
| چکیده مقاله |
| ساختارهای آگزتیک به عنوان دستهای از فرامواد با ضریب پواسون منفی، به دلیل خواص منحصر به فردی نظیر جذب انرژی بالا و مقاومت در برابر ضربه، کاربردهای گستردهای در صنایع دارند. با این حال، سفتی و پایداری پایین این ساختارها در حالت توخالی، مانعی برای استفاده از آنها در کاربردهای تحمل بار محسوب میشود. یکی از راهکارهای مؤثر برای غلبه بر این محدودیت، استفاده از کامپوزیتهای دو فازی با پر کردن فضای خالی شبکه آگزتیک با یک فاز الاستومری نرم است. در این پژوهش، نقش کلیدی اصطکاک سطحی در سطح مشترک بین شبکه آگزتیک درونرو سهبعدی و پرکننده الاستومری نرم بر تنش فشاری موثر این کامپوزیتها به روش عددی بررسی شد. بدین منظور، یک المان حجمی نماینده از ساختار کامپوزیتی مدلسازی شد و رفتار مادی فازها با استفاده از مدلهای هایپرالاستیک تعریف گردید. شبیهسازیهای اجزای محدود در محدوده کرنش الاستیک (تا ۱۳ درصد) و برای پنج ضریب اصطکاک مختلف (۰ تا ۰.۵) انجام گرفت. نتایج این تحقیق نشان داد که تغییر ضریب اصطکاک تأثیر ناچیزی بر منحنیهای تنش-کرنش دارد، به گونهای که اختلاف میان حالت بدون اصطکاک و بیشترین مقدار اصطکاک تنها حدود ۴.۵ درصد برآورد گردید. این پدیده به مکانیزم قفلشوندگی هندسی در ساختارهای آگزتیک نسبت داده میشود؛ جایی که تحت فشار، دیوارههای شبکه به سمت داخل جمع شده و با ایجاد محصورکنندگی مکانیکی، لغزش نسبی پرکننده را حتی در غیاب اصطکاک محدود میکنند. این نتایج درک عمیقتری از مکانیزمهای تقویتکنندگی در فرامواد کامپوزیتی ارائه داده و مسیر را برای طراحی بهینه ساختارهای آگزتیک در کاربردهای مهندسی هموار میسازد. |
| کلیدواژه ها |
| ساختارهای آگزتیک، کامپوزیتهای پلیمری، تنش فشاری موثر، اصطکاک سطحی، روش اجزای محدود |
| وضعیت: پذیرفته شده برای ارسال فایل های ارائه پوستر |
