پیوندهای مفید
آمار
| تعداد نشریات | 9 |
| تعداد شمارهها | 451 |
| تعداد مقالات | 5,744 |
| تعداد مشاهده مقاله | 8,130,313 |
| تعداد دریافت فایل اصل مقاله | 6,602,333 |
مدلسازی عددی تأثیر لایههای اکسیدی و هیدروکسیدی بر خواص مکانیکی نانوالیاف فولادی با بهکارگیری مدل هسته-پوسته | ||
| نشریه مهندسی عمران امیرکبیر | ||
| مقالات آماده انتشار، پذیرفته شده، انتشار آنلاین از تاریخ 01 اردیبهشت 1405 اصل مقاله (1.94 M) | ||
| نوع مقاله: مقاله پژوهشی | ||
| شناسه دیجیتال (DOI): 10.22060/ceej.2026.24471.8315 | ||
| نویسندگان | ||
| علیرضا موسیوند1؛ امیر رضائی صامتی* 2 | ||
| 1دانشکده مهندسی، دانشگاه بوعلی سینا، همدان، ایران | ||
| 2دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه بوعلی سینا، همدان، ایران | ||
| چکیده | ||
| اکسیداسیون و هیدروکسیداسیون سطحی تأثیر بسزایی بر رفتار مکانیکی نانوالیاف فولادی دارند. این فرآیندهای شیمیایی که در اثر تماس با اکسیژن، رطوبت و محیطهای خورنده رخ میدهند، ساختار اتمی سطح نانوالیاف را تغییر داده و باعث تشکیل لایههایی با خواص متفاوت از فولاد اولیه میشوند. در این پژوهش، تأثیر این فرایندها بر خواص مکانیکی نانوالیاف فولادی تحت بارگذاری کششی و فشاری با استفاده از روش دینامیک مولکولی، پتانسیل میدان نیروی واکنشی (ReaxFF) و مدل هسته-پوسته بررسی شده است. شبیهسازیها با نرمافزار LAMMPS و با بهکارگیری روش بارگذاری شبهاستاتیکی جزءبهجزء انجام شد تا تنشهای دینامیکی کاهش یابد. نتایج نشان میدهد که افزایش ضخامت لایه اکسیدی منجر به کاهش مدول یانگ، تنش تسلیم و مقاومت نهایی نانوالیاف میشود. به طوری که افزایش ضخامت لایه اکسیدی تا ۲۰ درصد میتواند مدول یانگ را تا ۴۰ درصد و تنش تسلیم را تا ۳۴ درصد کاهش دهد. فرآیند هیدروکسیداسیون به دلیل تشکیل پیوندهای ضعیفتر و ناپایدارتر، این پارامترها را بیشتر کاهش میدهد. بررسی نمودارهای تنش-کرنش نشان میدهد که لایههای اکسیدی و هیدروکسیدی منجر به تسهیل تمرکز تنش و تسریع گسیختگی مواد میشوند. مقایسه نتایج شبیهسازی با دادههای تجربی، دقت قابل قبول مدل عددی را تایید میکند. یافتههای این پژوهش نشان میدهد که در صورت قرارگیری نانوالیاف فولادی در محیط قلیایی بتن، کاهش قابل توجهی در تنش تسلیم و مدول یانگ رخ میدهد که باید در کاربرد این اجزا مورد توجه قرار گیرد. | ||
| کلیدواژهها | ||
| نانوالیاف فولادی؛ اکسیداسیون و هیدروکسیداسیون سطحی؛ دینامیک مولکولی؛ رفتار مکانیکی؛ شبیهسازی عددی | ||
| موضوعات | ||
| تکنولوژی بتن-نانوساختار | ||
| عنوان مقاله [English] | ||
| Modeling the Influence of Passive Coatings on Steel Nanofiber Mechanics Using a Core–Shell Framework | ||
| نویسندگان [English] | ||
| Alireza Mousivand1؛ Amir Rezaei Sameti2 | ||
| 1Department of Civil Engineering, Faculty of Engineering, Bu-Ali Sina University, Hamedan, Iran | ||
| 2Department of Civil Engineering, Faculty of Engineering, Bu-Ali Sina University, Hamedan, Iran | ||
| چکیده [English] | ||
| Both hydroxylation and surface oxidation have primary roles in steel nanofiber mechanical properties. The chemical reactions, resulting from contact with water vapor, oxygen, and corrosive environments, lead to the alteration of the atomic composition of the surface of the nanofiber and form layers whose properties are different from pure steel. In the present paper, a study of the effects of these processes on compressive and tensile mechanical properties of steel nanofibers through molecular dynamics methods using the reactive force field potential (ReaxFF) and core-shell modeling approach has been discussed. Simulations are performed using LAMMPS software with a quasi-static incremental loading scheme to minimize dynamic stresses. It has been found that higher oxide layer thickness reduces Young's modulus, yield stress, and ultimate strength of the nanofibers. Most notably, a 20% oxide layer thickening can reduce Young's modulus by up to 40% and yield stress by up to 34%. Hydroxylation causes these values to become even lower due to its ability to create weaker and less stable bonds. The analysis of the stress-strain curve indicates that the layers of oxide and hydroxide facilitate stress concentration and increase material failure. Experimental evidence corroborates the simulation results and demonstrates the high accuracy of the numerical model. The findings of the present study indicate that when steel nanofibers are exposed to the alkaline condition of concrete, widespread yield stress and Young's modulus reduction will be witnessed, which should be accounted for in the application of such components. | ||
| کلیدواژهها [English] | ||
| Steel nanofibers, surface oxidation and surface hydroxylation, molecular dynamics, mechanical behavior, numerical simulation | ||
|
سایر فایل های مرتبط با مقاله
|
||
| مراجع | ||
|
| ||
|
آمار تعداد مشاهده مقاله: 2 تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 1 |
||
