تطور السلوك الميكانيكي للصفائح النانوية المتراكبة

الباحث

زينب خالد يونس الجنابي

المشرف

عباس خماس حسين - ليث قيس عباس

الجامعة

الجامعة التكنولوجية

الكلية / القسم

قسم هندسة المواد / هندسة المواد

الشهادة

ماجستير

السنة

2021

لغة الرسالة

انكليزي

الكلمات المفتاحية

Nanocomposite plates;Mechanical behavior;Polymer nanocomposites;Buckling

أصبحت مركبات البوليمر النانوية موضع اهتمام العديد من الباحثين نظرًا لقدرتها على التحكم في خواصها الميكانيكية والكهربائية والبصرية. أصبحت هذه الفئة الجديدة من المواد مرشحًا مهما في العديد من التطبيقات Ley في ذلك السيارات ، والدوائر البصرية المتكاملة ، وأجهزة الاستشعار ، وتوصيل الأدوية ، والأغشية ، والمنتجات المصبوبة بالحقن ، والمواد اللاصقة ، والطلاء ، والأجهزة الطبية ، ومثبطات الحريق © والفضاء ، والسلع الاستهلاكية ، ومواد التعبئة والتغليف ¢ الخ .. تمت دراسة خواص راتنج البوليستر المقوى بألياف زجاجية وحشوات بنسب وزنية )71 ، 22 ٠ 73) من (1102) (5102) جسيمات نانوية لثاني أكسيد التيتانيوم وثاني أكسيد السيليكون الخصائص هي الشد والانثناء والصدمة والضغط والصلابة وخشونة السطح والكثافة وامتصاص الماءء بالإضافة إلى اختبارات التشكيل والامتزاج (DSC , XRD , EDS , SEM , FTIR) تم دراسة تحليل الالتواء لألواح LS pall النانوية ذات الخواص المرنة تجريبياً وعددياً باستخدام معاملات مهمة يستخدم العنصر المحدود المشفر بواسطة )15 ANSYS مع 281 (Shell لصياغة النموذج العددي .تم تغيير العديد من jules التصميم لدراسة تأثيرها على خصائص الانتناء. بالإضافة إلى ذلك ، تم فحص سلوك الالتواء للصفائح الفولاذية المكلفنة لمقارنتها بسلوك صفيحة المركبات النانوية حيث أظهرت الصفيحة النانوية مقاومة أفضل للالتواء حيث كانت أحمال الالتواء في ألواح المركبات النانوية أعلى من تلك الموجودة في الفولاذ بنسبة عالية تصل إلى( 91.9/). هنا ء الجزء الأكثر أهمية هو تأثير معاملات القواطع مثل الشكل والحجم والموضع والاتجاه وعدد القواطع وما إلى ذلك بالإضافة إلى نسبة العرض إلى الارتفاع للوحة على سلوك الانثناء. ونظرًا GY الحل الدقيق للانحناء غير ممكن Ghee ، فإن الأساليب التجريبية والرقمية المستخدمة لتحليل حالات مثل هذه الشرائح تم تقدير تأثير الانفرادي والتآزر للجسيمات النانوية على خصائص GS pall النانوي. أقصى تحسن في المعامل كان(90 39.3) من القياسي TiO2) و 5102) )73( للعينة المثلى حجم حبيبات الجسيمات النانوية في الحد القياسي هي )50-30 (-2) 5 نانومتر) و )30-20 (-2) 5 نانومتر) ، على التوالي) حيث يكون الحجم الحبيبي للتيتانيوم اوكسايد (34.3 نانومتر) و( 28.8) نانو متر للسليكون اوكسايد وهذا يساهم بشكل كبير في جعل هذه المواد النانوية تمتلك صلابة ممتازة (86) ، خشونة (2.316 نانومتر) وصدمة ( (5.5KJ/m? ومقاومة الانحناء (19.212 ميجا باسكال) بالإضافة إلى العديد من الخصائص الأخرى.

Polymer nanocomposites have become the point of interest to many researchers due to the ability of controlling their mechanical, electrical and optical properties. This new class of materials has become an important candidate in many applications including automobiles, optical integrated circuits, sensors, drug delivery, membranes, injection molded products, adhesives, coatings, medical devices, fire-retardants, aerospace, consumer goods, packaging materials, etc.., The properties of the polyester resin reinforced with fibers glass and nanoparticles fillers of titanium dioxide (Ti ) and silicon dioxide (Si ) with (1%, 2%, 3%) wt were investigated. These properties are tensile, flexural, impact, shear, compression, hardness, surface roughness, density and water absorption, in addition to (FTIR, SEM, EDS ,XRD , and DSC) tests. Moreover, buckling analysis of the nanocomposite plates with elastic properties was investigated experimentally and numerically with very important cutouts parameters. Finite element coded by (ANSYS 15 with shell 281) is used to formulate the numerical model. Many design parameters were changed to study their effects on the buckling characteristics. In addition, buckling behavior of galvanized steel plate was also investigated to compare it with the behavior of nanocomposite plate where nanocomposite plate showed better buckling resistance where the buckling loads in nanocomposite plates were higher than that in steel with high percentage reaches to 91.9%. Here, the most important part is the effect of cutouts parameters such as shape, size, position, direction, number of cutouts etc. in addition to the aspect ratio of the plate on the buckling behavior. And since exact solution for buckling is unobtainable practically, experimental and numerical approaches used to analyze cases of such laminates. The effect of the solitary and synergic of the nanoparticles on the properties of the nanocomposite were estimated. The maximum improvement in the young modulus for the optimal specimen (percentage weight of (TiO2+ SiO2) equal to (3%)) was (39.3%). The grain size of the nanoparticles appeared to be in standard limit (particle size of )Ti and )Si are (30-50 ) , and (20-30 ) , respectively) where the granular size of (Ti ) is (34.3 nm) and of (Si ) is (28.8 nm), and that Contribute highly to make this nanocomposites material possess excellent hardness (86), roughness (2.316 nm), impact (5.5 KJ/ , and flexural resistance (19.212 MPa) in addition to many other properties. (DSC) characterized the transitions in this material. (SEM) and (EDS) analysis were performed to confirm the formation of (TiO2) and (SiO2). The main conclusion from this work was confirmation that the presence of cutout could equally well raise the critical buckling load just as much as lower it with percentage reaches to (45%-68%), depending on the shape, boundary conditions, location and also the aspect ratio of the plate.

طلب نسخة من الملف

الملفات غير منشورة على الموقع. اترك بياناتك وسيتواصل معك موظفو قسم الشؤون الثقافية والفنون لإرسال النسخة مجاناً.

الاسم

رقم الهاتف

البريد الإلكتروني

الغرض من الطلب (اختياري)

إرسال الطلب