مدل سازی میکرومکانیک مدول یانگ و استحکام کششی کامپوزیت های چوب-پلاستیک
چکیده
در این پایان نامه به مدل سازی میکرومکانیک مدول یانگ و استحکام کششی کامپوزیت های چوب-پلاستیک پرداخته شده است. یک مدل میکرومکانیک می تواند در طراحی ترموپلاستیک های پرشده با ذرات چوب، با انتخاب مناسب نسبت ذرات، به پیش بینی خواص مورد نظر کامپوزیت پرداخته و سبب کاهش آزمایش های تجربی و صرفه جویی در هزینه و وقت شود. برای انجام این تحقیق از پلی اتیلن با چگالی بالا، پرکاربردترین پلیمر مورد استفاده در کامپوزیت چوب-پلاستیک، استفاده شد. طراحی آزمایش به صورت فاکتوریل کامل 54 حالت می باشد. متغیرهای فرایند شامل درصد چوب، اندازه ذرات چوب، وجود و عدم وجود عامل جفت کننده و فشار نگهداری بوده و آزمون ها شامل استحکام کششی، استحکام به ضربه، چگالی، میزان جذب آب و رئولوژی بوده اند. برای مدل سازی میکرومکانیک مدول یانگ و استحکام کششی در این کار تحقیقاتی، اصلاح مدل rom پیشنهاد شده است. مدل پیشنهادی برای پیش بینی مدول یانگ دارای دقت 3/91% و برای پیش بینی استحکام کششی دارای دقت 8/91% می باشد. همچنین نتایج حاکی از آن است که محدوده فشار نگهداری اعمال شده در نتایج تاثیری نداشته و اندازه ذرات مسبب تغییراتی در استحکام به ضربه و رئولوژی و میزان جذب آب شده و تاثیری در استحکام کششی، مدول یانگ و چگالی نداشته است. همچنین افزایش درصد چوب سبب کاهش خواص مکانیکی و افزایش مدول یانگ شده است. این در حالی است که افزودن عامل جفت کننده سبب افزایش خواص مکانیکی با افزایش درصد چوب کاهش میزان جذب آب شده است. برای راست آزمایی مدل های پیشنهاد شده برای قالب با ضخامت حفره 2/3 میلیمتر، از یک قالب با ضخامت حفره 6 میلیمتر استفاده شد و به کمک طراحی آزمایش جداگانه، آزمون های بالا بر روی قطعات انجام گردید. مدل پیشنهاد شده برای پیش بینی مدول یانگ قطعات با ضخامت 6 میلیمتر دارای دقت 2/93% و برای پیش بینی استحکام کششی آنها دارای دقت 5/87% می باشد. انجام این آزمون ها نشان داد که مدل سازی میکرومکانیک پیشنهاد شده قابلیت پیش بینی مدول یانگ و استحکام کششی کامپوزیت چوب-پلاستیک را با دقت بالا دارد