جلسه دفاع پایان نامه کارشناسی ارشد (آقای محمد ابراهیمی)

موضوع: طراحی یک فراساختار گسترده‌شونده با سفتی و ضریب پواسون منفی 

ارائه دهنده: محمد ابراهیمی

استادان راهنما: دکتر رضا جعفری ندوشن

استادان داور: دکتر سعید ضیایی‌راد، دکتر مهدی جوانبخت

چیکده 

در این پژوهش به طراحی و بررسی ساختاری دارای خواص آگزتیک، گسترده‌شوندگی، استحکام بالا و سفتی منفی، و همچنین دارای قابلیت تحمل بار در عین سبک بودن پرداخته شد. به منظور دستیابی به خواص مورد نظر از ساختار سلولی و دوماده‌ای استفاده شد. در این پژوهش از نرم‌افزار اجزا محدود آباکوس و از روش شرایط مرزی تناوبی به منظور شبیه‌سازی سلول واحد تکرارشونده به جای سازه با تعداد سلول بالا استفاده شد. ساختار پیشنهادی از دو بخش تشکیل شده است. یک بخش استحکام و تحمل بار را فراهم می‌کند و بخش دیگر که میله‌ی اتصال نام‌گذاری شده خواص دیگری نظیر سفتی منفی را فراهم می‌کند. با استفاده از مواد مختلف در میله‌ی اتصال می‌توان به نحو دلخواه خواص ساختار را تنظیم کرد. با استفاده از شبیه‌سازی خواص سازه برای ماده‌ی میله‌ی اتصال با خواص الاستیک خطی، الاستیک‌پلاستیک، سوپرالاستیک و هایپرالاستیک بررسی شد. از خواص فولاد برای تعریف مواد الاستیک و الاستیک‌پلاستیک استفاده شد. برای شبیه‌سازی آلیاژ حافظه‌دار از نایتینول با مدل ساختاری سودوالاستیک (سوپر الاستیک) و برای شبیه‌سازی پلیمر حافظه‌دار از نوعی پلی‌لاکتیک اسید با مدل هایپرالاستیک نئوهوکین استفاده شد. شکل میله‌ی اتصال بیشترین تأثیر را در خواص مکانیکی سازه دارد. با توجه به تغییر شکل زیاد سازه، استفاده از میله‌ی اتصال با شکل تیر تخت ممکن نیست. سازه با میله‌ی اتصال با اشکال تیر خمیده با یک انحنا (c شکل) یا دو انحنا (s شکل) با هر نوع جنس مواد مورد بررسی در این پژوهش،  ویژگی سفتی منفی را دارد. شبیه‌سازی‌ها نشان داد ساخت سازه با آلیاژهای حافظه‌دار و پلیمرهای حافظه‌دار به عنوان ماده‌ی تشکیل دهنده‌ی میله‌ی اتصال می‌تواند تمام ویژگی‌های مورد نظر را برآورده کند و تغییر شکل زیاد سازه همچنان برگشت‌پذیر باقی بماند. همچنین بررسی تئوری ساختار سلولی نشان داد می‌توان بدون شبیه‌سازی سازه نیز برخی پارامترها را با دقت خوبی محاسبه کرد.