پیش بینی مدول الاستیک موثر نانوکامپوزیت با استفاده از مدل سازی المان محدود در مقیاس میکرو

ساخت و آزمایش نانوکامپوزیتهای اپوکسی/نانولولههای کربنی، با توجه به چالشهای پخش نانولولههای کربنی در بستر رزین و هزینه‌های تولید، مقرون به صرفه نمی‌باشد. لذا پیش‌بینی خواص مکانیکی این نانوکامپوزیت‌ها به وسیله روش‌های شبیه‌سازی راهکار مناسبی است،اما ابعاد واقعی نانولوله‌های کربنی و نسبت طول به قطر آن ها، مدل‌سازی المان محدود را در ابعاد نانو و میکرو با مشکل مواجه می‌کند. در این مقاله، با استفاده از المان تیر به عنوان نانولوله‌های کربنی و ایجاد المان حجمی نمونه از نانوکامپوزیت در مقیاس میکرو، چیدمان‌های مختلفی از نانولوله‌های کربنی در بستر اپوکسی ارایه شده است.اثر پارامترهای درصد حجمی، نسبت منظری و اثرات موجی بودن نانولوله‌های کربنی بر مدول الاستیک موثر نانوکامپوزیت بررسی شده است. نتایج نشان می‌دهد با این روش، محدودیت مدل‌سازی ابعاد میکرو و نانو در کنار هم از بین رفته و شبیه‌سازی نانوکامپوزیت با شرایط واقعی ممکن می‌شود و می‌توان اثرات انواع پارامترهای هندسی را در مدول موثر بررسی کرد. از طرف دیگر نتایج شبیه‌سازی با نتایج تجربی نیزتطابق مناسبی دارند.