جناب آقای مهندس محمدحسین کریمی دونا دانشجوی دکتری دانشکده مهندسی مکانیک دانشگاه علم و صنعت ایران، از رساله خود با عنوان «ارائه مدل میکرومکانیکی بهبود یافته برای پیش بینی خواص مکانیکی نانوکامپوزیتهای زمینه الاستومری» به راهنمایی جناب دکتر فتح اله طاهری بهروز در تاریخ 1402/04/25 ساعت 16:30 دفاع می کنند.
اساتید داور داخلی: دکتر محمودمهرداد شکریه / دکتر محمد صدیقی
اساتید داور خارجی: دکتر محمدرضا خلیلی / دکتر جواد حیدریان
نانوکامپوزیت های الاستومری دسته ای از مواد کامپوزیتی زمینه پلیمری هستند که در آنها با به کارگیری
نانوذرات بسیاری از خواص فیزیکی از جمله خواص مکانیکی ماده الاستومری بهبود می یابد..
هدف از این رساله بهبود روش های میکرومکانیک کلاسیک به منظور پیش بینی مدول الاستیک و همچنین
رفتار تن ش-کرنش نانو کامپوزیت های الاستومری می باشد. برای این منظور با استفاده از مفهوم کرنش ویژه
در نانوذرات و ماده زمینه ، روابط اشلبی که در ابتدا با هدف مدلسازی عیوب ساختاری جامدات توسعه یاف ت
ارتقا می یابد. در همین راستا مدل های تحلیلی موری-تاناکا و مدل خودسازگار برای سیستم های دوفازی بر
مبنای مدل اصلاح شده ذره معادل اشلبی مجددا استخراج می شوند. همچنین یک کد کامپیوتری با استفاده
از MATLAB به منظور پیش بینی خواص الاستیک موثر که از مدل های اصلا ح شده بهره می برد توسعه
یافته است تا مقایسه ای میان نتایج مدل جدید، مدل های قدیمی متناظر و برخی مدل های تحلیلی مرتبط
از جمله مدل هشین-اشتریکمان حاصل شود. در این تحقیق علاوه بر نانوذرات کروی و استوانه ای شکل،
ذرات بسط یافته گرافیتی با در نظر گرفتن فاکتورهای جدید شامل قطر ذرات اولیه، نسبت حجم و نسبت
منظری واقعی مورد بررسی قرار گرفته اند. همچنین مدل ساختاری-میکرومکانیکی بهبودیافته با استفاده از
تئوری افزایشی جهت پیش بینی رفتار تن ش-کرنش نمونه کامپوزیت الاستومری تقویت شده با ذرات بسط
یافته گرافیتی ارائه گردی د. همچنین خواص الاستیک ناحیه میانی با استفاده از روش دینامیک مولکولی و تابع
پتانسیل COMPASS ارزیابی گردید.
در بخش تجربی این تحقیق نمونه هایی از الاستومر وایتو ن خالص و تقویت شده با استفاده از ذرات کربن
سیاه ) 5wt% , 10wt% ( و ذرات بسط یافته گرافیتی ) 1wt% ( ساخته شده و در شرایط استاندارد تحت
آزمون کشش قرار گرفتند. بررسی نتایج نشان داده است مدل های میکرومکانیکی توسعه یافته می توانند
خواص الاستیک و رفتار تن ش-کرنش ماده را در مقایسه با مدل های پیشین با دقت بهتری پیش بینی نماید.
همچنین ذرات بسط یافته گرافیتی در مقایسه با کربن سیاه علاوه بر مدول یانگ ، استحکام نهایی و کرنش
نهایی الاستومر را به نحو قابل توجهی حتی در نسبت وزنی اندک ارتقا داده اند.
