دستاورد محققان دانشگاه تربیت مدرس؛

تولید مواد پیشرفته مقاوم برای مخازن تحت فشار و نیروگاه‌ها

محققان دانشگاه تربیت مدرس با همکاری دانشگاه هنگ کنگ به بررسی رفتار ترموالاستیک سه بعدی ورق‌های کامپوزیتی نانولو‌های کربنی پرداختند و روشی را برای تولید مواد پیشرفته برای صنایع هوافضا و نیروگاه‌ها و مخازن تحت فشار ارایه دادند.

کد خبر: ۱۱۶۸۰۰۱

تاریخ: ۱۴ بهمن ۱۳۹۲ - ۱۲:۰۶

به گزارش گروه دانش خبرگزاری دانا(داناخبر) و به نقل از مهر، خواص مکانیکی، حرارتی و الکتریکی استثنایی نانو لوله‌های کربنی باعث شده از آنها به عنوان مواد تقویت کننده کامپوزیت‌ها با کارایی بالای ساختاری و پتانسیل کاربرد زیاد در نظر گرفته شود.

با توجه به این خواص، در سال‌های اخیر تحلیل رفتارهای مکانیکی و حرارتی ورق‌های کامپوزیتی مسلح به نانولوله‌های کربنی تحت بارگذاری مکانیکی در حالت دو بعدی توسط محققان بسیاری در قالب مقاله در مجلات بین المللی گزارش شده است. با این وجود تاکنون گزارشی از تحلیل رفتار ترموالاستیک این سازه‌ها ارائه نشده است.

از این رو محققان دانشگاه تربیت مدرس با همکاری پژوهشگرانی از دانشگاه هنگ کنگ در تحقیقات اخیرخود به بررسی رفتار استاتیکی سه بعدی این سازه‌ها تحت گرادیان دمایی به صورت تحلیلی و دقیق پرداخته شد.

برای این منظور، بر اساس تئوری سه بعدی الاستیسیته و با استفاده از بسط سری فوریه و همچنین به روش فضای حالت، رفتار ورق کامپوزیتی مسلح به نانو لوله کربن (FG CNTRC) که سطوح آن در معرض بارهای حرارتی و مکانیکی قرار داده شده بود مورد بررسی قرار گرفت.

این محققان در ادامه با بررسی رفتار ارتعاش آزاد و استاتیکی این سازه تحت بار مکانیکی در سه بعد بصورت تحلیلی، به استخراج معادلات حاکم بر رفتار ترموالاستیک در حالت سه بعدی و ارائه روش حل تحلیلی این معادلات حاکم پرداخته و سپس تأثیر پارامترهای مختلف نظیر کسر حجمی و نحوه چیدمان نانولوله‌های کربنی در رفتار ترموالاستیک این سازه را مورد بررسی قرار دادند.

دقت و صحت روش ارائه شده در این تحقیق با مقایسه نتایج عددی با نتایج موجود منتشر شده در مقالات صحه گذاری شد. نتایج این تحقیق حاکی از این بود که دانسیته نانولوله‌های کربنی و نحوه چیدمان آن‌ها تأثیر بسزائی در رفتار استحکامی ونحوه توزیع دمای سازه دارد. به طوری که اثر کسر حجم نانولوله کربنی بر رفتار ترموالاستیک طولی نسبت به جهات دیگر بسیار بیشتر است.

این سازه‌ها در صنایع هوافضا، صنایع شیمیائی، نیروگاه‌ها و مخازن تحت فشار در محیط‌های حرارتی قابل کاربرد هستند.