ارایه یک مدل ساختاری دینامیکی-مایکرومکانیکی جهت پیش بینی رفتار برشی پلیمرها و پلیمرهای تقویت‌شده با نانوالیاف کربن

خواص مکانیکی مواد پلیمری بطور قابل توجهی وابسته به نرخ کرنش است. بنابراین، توسعه یک مدل ساختاری وابسته به نرخ کرنش برای بررسی رفتار مکانیکی این مواد مورد نیاز می‌باشد. در این تحقیق، ابتدا رفتار برشی پلیمر خالص و پلیمر تقویت‌شده با نانوالیاف کربن تحت نرخ‌های بارگذاری مختلف به صورت آزمایشگاهی مورد بررسی قرار گرفته است. سپس مدل ساختاری جانسون-کوک برای درنظر گرفتن رفتار برشی وابسته به نرخ کرنش پلیمر خالص اصلاح شده است. در ادامه، با معرفی رابطه‌ای مادی، اثر نرخ کرنش بر رفتار الاستیک ماده بررسی شده است. سپس با ترکیب معادله ساختاری جانسون-کوک اصلاح‌شده با مدل مایکرومکانیکی هالپین-‌تسای و با استفاده از نتایج آزمایش پلیمر خالص و خواص مکانیکی نانوالیاف‌کربن، رفتار مکانیکی وابسته به نرخ کرنش پلیمرهای تقویت‌شده با نانوالیاف‌کربن در نرخ کرنش و کسر حجمی دلخواه آن پیش‌بینی می‌شود. مدل ارایه شده جدید در این تحقیق، مدل ساختاری دینامیکی-مایکرومکانیکی نام‌گذاری گردیده است. نتایج پیش‌بینی‌شده برای پلیمرهای خالص و تقویت‌شده با نتایج آزمایشگاهی بدست آمده در این تحقیق و نتایج آزمایشگاهی موجود در مقالات دیگر مقایسه شده است. این مقایسه‌ها نشان می‌دهند که مدل ساختاری فوق به‌خوبی توانایی پیش‌بینی رفتار وابسته به نرخ کرنش پلیمرها را داراست.