جلسه دفاع پایان نامه کارشناسی ارشد (آقای محمدمهدی صفاری)

موضوع:  تحلیل تنش نانوساختارکامپوزیتی شامل تمرکز تنش‌های غیرالاستیک ناشی از عیوب ساختاری برمبنای تئوری الاستیسیته غیرمحلی با کرنل دوفازی جبران‌کننده

ارائه دهنده: محمد مهدی صفاری

استادان راهنما: دکتر مهدی جوانبخت – دکتر محمد سیلانی

استادان مشاور:

استادان داور: دکتر مهدی سلمانی تهرانی – دکتر مهران مرادی

چیکده:

روش مکانیک محیط پیوسته همواره روشی کارآمد در تحلیل رفتار مکانیکی سازه‌ها می‌باشد، اما به‌دلیل عدم اعمال نیروی بلندبرد بین نقاط در روش مکانیک محیط پیوسته و اهمیت نقش فضای خالی بین اتمی در ابعاد نانو، لزوم استفاده از نظریه‌ی الاستیسیته غیرمحلی مطرح می‌گردد. نظریه‌ی الاستیسیته غیرمحلی تنش در هر نقطه از بدنه را به‌صورت یک رابطه‌ی انتگرالی برروی دامنه بدنه با کرنش سایر نقاط مرتبط کرده و اثرات نیروهای بلندبرد بین نقاط و فضای خالی بین اتمی را پوشش می‌دهد‌. در این پژوهش، کرنلی جدید به‌منظور رفع مشکلات کرنل‌های پیشین به‌کار گرفته شده است. کرنل غیرمحلی جبران‌کننده با بهبود اثرات مرز، بازیابی کامل حالت محلی و ارضای شرط بهنجار شدن برتری خود را نسبت به کرنل‌های پیشین ثابت کرده است. با استفاده از نظریه‌ی الاستیسیته‌ی غیرمحلی با بهره‌گیری از کرنل دوفازی جبران‌کننده به بررسی میدان تنش یک نانوساختار کامپوزیتی شامل عیوب ساختاری به همراه کرنش غیرالاستیک غیرمتجانس با توزیع دایره‌ای شکل همگن در دوبعد در حالت کرنش صفحه‌ای پرداخته شده است. ابتدا به‌منظور حصول اطمینان از روش پیاده‌سازی الاستیسیته غیرمحلی، مسائل یک‌بعدی و دوبعدی به همراه مراجع و اعتبارسنجی عددی آن‌ها ارائه گردیده است. سپس به‌منظور حصول اطمینان از پاسخ‌های شبکه‌بندی اجزای محدود، با بررسی‌های انجام شده شبکه اجزای محدود مناسب انتخاب گردیده است. در ادامه، از نظریه‌ی الاستیسیته غیرمحلی با استفاده از کرنل‌دوفازی جبران‌کننده به بررسی مدل‌های شامل عیوب نانوحفره، آخال، نابه‌جایی و ترک پرداخته شده است. حل هر دو نوع معادلات الاستیسیته‌ی محلی و غیرمحلی انتگرالی و نیز کوپل کردن آنها با معادلات گینزبرگ-لاندا و کان- هیلیارد در نرم‌افزار کامسول صورت گرفته است. نتایج حاکی از آن است که استفاده از نظریه‌ی الاستیسیته غیرمحلی در مسائل دارای عیوب ساختاری با کرنش‌های غیرالاستیک کوچک کارآمد می‌باشد. الاستیسیته غیرمحلی انتگرالی در نقاطی که دارای تمرکز تنش شدید هستند نتایج قابل قبول‌تری نسبت به نظریه‌ی الاستیسیته محلی ارائه کرده است. همچنین اثر ضخامت صفحه رابط مرزی بین زمینه و عیوب بر عملکرد مدل انتگرالی بررسی گردیده است، نتایج حاکی از آن است که افزایش این ضخامت موجب بهبود عملکرد مدل محلی و به‌خصوص مدل انتگرالی می‌گردد. عملکرد نظریه‌ی الاستیسته‌ی غیرمحلی وابسته به مقادیر پارامتر فاز، پارامتر مشخصه غیرمحلی، میزان تمرکز تنش عیوب، ابعاد و تراکم عیوب ساختاری است و می‌تواند روش کارآمدی در تحلیل خواص نانوکامپوزیت‌ها و ساختار‌های شامل عیوب ساختاری باشد.