آقای بهنام صبوری دانشجوی دکترای جناب آقای دکتر آیت اللهی، روز سه شنبه 5/8/94 از رساله دکترای خود تحت عنوان "بررسی تأثیر نیروی برشی خارج از صفحه بر رفتار شکست پلیمرهای ترد و نانوکامپوزیت‏های پلیمری تقویت شده با نانولوله‏ کربن " دفاع خواهد کرد. این جلسه ساعت 16 روز سه شنبه در آمفی تاتر دانشکده مهندسی مواد و متالورژی برگزار می گردد.

 چکیده:

  پژوهش حاضر با هدف مطالعه تئوری و آزمایشگاهی اثر بار برشی خارج از صفحه بر رفتار شکست مواد ترد در قالب بررسی شکست آن‏ها در شرایط بارگذاری ترکیبی غیرصفحه‏ای انجام شده است. در بخش تئوری این پژوهش، دو معیار شکست MTSED و GMTS که در گذشته برای مواد همگن با رفتار الاستیک خطی و در معرض بارگذاری مرکب I/II ارائه شده بودند، به بارگذاری مود ترکیبی کلی I/II/III توسعه داده شده‏اند. صحه‏گذاری نتایج معیار MTSED توسعه یافته در مودهای ترکیبی مختلف، از طریق مقایسه با نتایج تجربی گزارش شده در مراجع صورت گرفته است. در خصوص معیار GMTS توسعه یافته، به علت نبود نتایج آزمایشگاهی مورد نیاز در حالت مودهای مرکب غیرصفحه‏ای، مقایسه مشابهی تنها برای مود ترکیبی I/II انجام شده است.

  برای انجام مطالعات آزمایشگاهی شکست مواد تحت تأثیر بار برشی خارج از صفحه، فیکسچر بارگذاری جدیدی به منظور اعمال مود ترکیبی I/III طراحی شده است. تحلیل‏های المان محدود صورت گرفته نشان می‏دهد که این فیکسچر علاوه بر مودهای I و III خالص، امکان اعمال بارگذاری ترکیبی I/III با پراکندگی مطلوبی بین آن دو مود خالص را نیز فراهم می‏کند. تأیید کارآیی فیکسچر طراحی شده در عمل، با انجام آزمایش‏های شکست پلیمر ترد PMMA توسط آن و مقایسه نتایج به دست آمده با پیش‏بینی‏های معیار شناخته شده MTS صورت گرفته است. سپس، با استفاده از فیکسچر طراحی شده، آزمون‏های شکست مودهای I و III خالص و یک مود ترکیبی I/III بر روی نمونه‏های اپوکسی خالص و نمونه‏های نانوکامپوزیتی پایه اپوکسی حاوی نانولوله‏های کربنی چندجداره عامل‏دار شده انجام شده است. در این آزمون‏ها که برای بررسی اثر بار برشی خارج از صفحه بر رفتار شکست نانوکامپوزیت‏ها در نظر گرفته شده‏اند، درصدهای وزنی انتخاب شده برای محتوای نانولوله‏های کربن نمونه‏ها، 1/0، 5/0 و 1 درصد هستند. نتایج نشان می‏دهد که با افزایش درصد وزنی نانولوله‏های کربن، چقرمگی شکست مود I نمونه‏های نانوکامپوزیت نسبت به اپوکسی خالص افزایش می‏یابد، ولی بیشترین میزان تقویت آن، متعلق به درصد وزنی 5/0 بوده است. از طرفی، در هر یک از مودهای شکست III و مود ترکیبی I/III نیز مقاومت شکست ماده با افزایش میزان نانولوله‏های کربن روند صعودی دارد، ولی این روند تا 1 درصد وزنی نیز ادامه می‏یابد. در نهایت نیز، با مطالعه سطح شکست نمونه‏های آزمون به کمک تصاویر میکروسکوپ الکترونی روبشی، شناسایی مکانیزم‏هایی مؤثر بر چقرمگی شکست نمونه‏های نانوکامپوزیت صورت گرفته است.

  واژه‌های کلیدی: بار برشی خارج از صفحه، معیار شکست، چقرمگی شکست، نانولوله کربن، نانوکامپوزیت