آخرین دستاوردها
خانه - دستاوردها و اختراعات - افزایش مقاومت پوسته‌های مخروطی با نانو الیاف

افزایش مقاومت پوسته‌های مخروطی با نانو الیاف

پژوهشگران دانشگاه صنعتی امیرکبیر در تحقیقی تئوری به بررسی اثر استفاده از نانو الیاف بر مقاومت پوسته‌های مخروطی شکل پرداختند، استفاده از نانو الیاف سبب بهبود مقاومت این ساختارها خواهد شد. این نتایج در طراحی تجهیزات مرتبط با علوم هوافضا و زیردریایی‌ها قابل استفاده خواهد بود. پوسته‌های کامپوزیتی مخروطی و استوانه‌ای بخش عظیمی از ساختار پوسته موشک‌ها، زیردریایی‌ها و مخازن را به خود اختصاص داده‌اند. یک پوسته مخروطی معمولی ممکن است در معرض فشار دچار پدیده‌ کمانش شود. پدیده کمانش در پوسته‏‌ها همواره به عنوان یکی از معیارهای طراحی به شمار می‌آید چرا که نرخ تغییر شکل پوسته در بارهای بالاتر از بار کمانش با شدت بالاتری صورت می ‏پذیرد. این در حالی است که استفاده از نانو الیاف با ساختارهای مشخص و توزیع مناسب می‌تواند مقاومت کمانش پوسته را افزایش دهد. در این کار به بررسی مقاومت پوسته‏ های کامپوزیتی تقویت شده با نانو الیاف پرداخته شده است.

دکتر یاسر کیانی، بررسی توانمندی نانو الیاف در به تعویق انداختن پدیده‌ کمانش پوسته‏ های مخروطی را مهم‌ترین هدف در نظر گرفته شده در این کار عنوان کرد و افزود: ما تلاش کردیم تابع بهینه‌ توزیع الیاف در راستای ضخامت، برای حداکثر کردن بار کمانش پوسته را به دست آوریم. نتایج این طرح به طور گسترده در علوم هوافضا و علوم زیردریایی قابل استفاده خواهد بود. در این تحقیق نشان داده شده که با چیدمان مناسبی از الیاف نانو لوله‌ کربنی در راستای ضخامت پوسته و بالا بردن درصد حجمی نانو الیاف در درون ماده‌ کامپوزیتی، می‌توان مقاومت پوسته را در برابر فشار داخلی به میزان قابل توجهی بالا برده و پدیده‌ کمانش را در پوسته به تعویق انداخت. به گفته‌ این پژوهشگر، در این کار معادلات تعادل غیر خطی حاکم بر یک پوسته مخروطی ساخته شده از یک ماتریس پلیمری و تقویت شده با الیاف نانو لوله‌ کربنی به دست آمده است. لازم به ذکر است که در طول مدل سازی، ساختارهای متنوع و درصدهای حجمی مختلفی برای توزیع نانو الیاف در راستای ضخامت پوسته در نظر گرفته شده است.

همچنین معادلات پایداری حاکم بر سیستم نیز حاصل گردیده است. روش عددی به کار رفته محدودیتی در شرایط مرزی نداشته و برای انواع شرایط تکیه ‏گاهی قابل اجراست. کیانی در پایان عنوان کرد: الیاف نانو لوله‌ کربنی علاوه بر خواص مکانیکی منحصر به فرد، دارای خواص حرارتی و الکتریکی ویژه‌‏ای نیز هستند. از این‌رو به نظر می‌رسد بررسی عملکرد پوسته‏ های مخروطی تقویت شده با الیاف نانو لوله‌ کربنی گرادیانی در برابر بارهای حرارتی و الکتریکی از جمله تحقیقاتی است که می‎توان در ادامه به آنها پرداخت. این کار تحقیقاتی با همکاری دکتر جعفر اسکندری جم (عضو هیأت علمی دانشگاه صنعتی مالک اشتر) و دکتر یاسر کیانی (دانش‌آموخته‌ دانشگاه صنعتی امیرکبیر) انجام و نتایج آن در مجله‌ Composite Structures (جلد ۱۲۵، شماره ۱، سال ۲۰۱۵، صفحات ۵۸۶ تا ۵۹۵) به چاپ رسیده است.

ایسنا

لینک کوتاه: http://iranetavana.ir/?p=6262

نظر خود را بنویسید

ایمیل شما نشر نخواهد شد.خانه های ضروری نشانه گذاری شده است. *

*

معادله امنیتی *