مطالعه تحليلي و عددي آثار ضربه روي نانوکامپوزيت هاي پليمر-خاک رس

مطالعه تحليلي و عددي براي نانوکامپوزيت ها سبب کاهش هزينه هاي بسيار زياد آزمايش مي شود. در اين پژوهش، براي مطالعه آثار ضربه روي نانوکامپوزيت ها، نانوذرات خاک رس و پليمر پلي يورتان به عنوان مطالعه موردي انتخاب شده اند. مدل سازي اجزاي محدود با استفاده از نرم افزار ANSYS انجام شده و براي تحليل ضربه از محيط LS DYNA استفاده شده است. در مدل سازي، وجود سه ناحيه متمايز پليمر، ذرات خاک رس و ناحيه بين فازي در نظر گرفته شده اند. ابتدا، صحت مدل سازي عددي ارزيابي شده و آن گاه آثار روي هم رفتگي ذرات، فاصله قائم بين ذرات، نسبت منظر و تغييرات نسبي درصد حجمي خاک رس روي عکس العمل نانوکامپوزيت در برابر ضربه مورد مطالعه شده است. در بحث ضربه مقدار جابه جايي نمونه و نيروي بيشينه در محل تماس از عوامل مهم است. در اين پژوهش، آثار عوامل گفته شده روي خواص ضربه اي مانند مقدار جابه جايي نمونه و نيروي بيشينه در محل تماس مطالعه و تحليل شده است. براي مطالعه اثر عوامل ساختاري، دو سرعت مختلف براي ضربه زننده انتخاب شد و براي اين دو سرعت بيش از 160 مدل اجزاي محدود مطالعه و پارامترهاي موثر به همراه عوامل محدود کننده ارزيابي شده است. براي اثر هر عامل ساختاري روي خواص ضربه اي نمودارهاي جداگانه به دست آمده و تحليل شده است. نتايج به دست آمده از اين پژوهش نشان مي دهد، هرگاه نسبت منظر ذرات نانوکامپوزيت برابر 100 بوده و داراي ضريب روي هم رفتگي 0.5 و ضريب لايه لايه شدن 0.51 باشند، کسر حجمي نانوذرات خاک رس در محدوده 1.5 تا 3 درصد را مي توان به عنوان شرايط بهينه براي مقابله با آثار ضربه روي اين مواد در نظر گرفت.