بررسی رفتار هیدروژلهای حساس به دما با در نظر گرفتن خواص تابعی هدفمند | ||
| نشریه مهندسی مکانیک امیرکبیر | ||
| مقاله 17، دوره 52، شماره 12، اسفند 1399، صفحه 3583-3594 اصل مقاله (2.85 M) | ||
| نوع مقاله: مقاله پژوهشی | ||
| شناسه دیجیتال (DOI): 10.22060/mej.2019.16172.6294 | ||
| نویسندگان | ||
| محمد شجاعیفرد1؛ مصطفی باغانی* 2 | ||
| 1مهندسی مکانیک-طراحی کاربردی، دانشگاه تهران، تهران، ایران | ||
| 2دانشگاه تهران-مهندسی مکانیک | ||
| چکیده | ||
| هیدروژل ها شبکه ى پلیمرى ٣ بعدى هستند که به اعمال تحریک هاى خارجی به شدت پاسخ داده و متورم می شوند. جهت مطالعه رفتار مکانیکی این مواد حین تغییردما، یک تابع انرژى کرنشی متشکل از دو بخش انرژى کشیدگی شبکه و انرژى ترکیب درنظر گرفته شده است. با توجه به تغییر مشخصات هیدروژل هاى تابعی-هدفمند حساس به دما درراستاى ضخامت، حل نیمه تحلیلی براى خمش این مواد درشرایط کرنش- صفحه اى ارائه گردیده است. جهت صحت سنجی روش نیمه تحلیلی ارائه شده، از روش اجزاء محدود در نرم افزار آباکوس با نوشتن زیربرنامه یوهایپر براى مدل ساختارى این مواد استفاده شده است. پس از صحت سنجی کد یوهایپر در مسئله تورم آزاد ، چند مسئله با شرایط مختلف بوسیله ى این دو روش مورد مقایسه قرار گرفتند؛ که مطابقت نتایج شعاع، تنش شعاعی و تنش مماسی حاصل از خمش تیر در این دو روش، دقت بالاى روش نیمه تحلیلی ارائه شده را نشان می دهند. درنهایت با تغییر دما در بازه ٠٢٣ تا ٨٨٢ کلوین، میزان تغییرات دو فاکتور میزان زاویه خمیدگی و انحنا، که اهمیت بالایی در ساخت سنسورها و عملگرها دارند، را مورد مطالعه قرار داده ایم. پیوستگی تنش هاى شعاعی و مماسی در هیدروژل هاى داراى خواص تابعی هدفمند، نسبت به ساختارهاى چندلایه اى، منجر به کاربردهاى گسترده این مواد می شود. | ||
| کلیدواژهها | ||
| هیدروژل حساس به دما؛ مواد تابعی هدفمند؛ حل نیمهتحلیلی؛ مدلسازی اجزاءمحدود | ||
| مراجع | ||
|
| ||
|
آمار تعداد مشاهده مقاله: 1,232 تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 1,619 |
||
| تعداد نشریات | 9 |
| تعداد شمارهها | 459 |
| تعداد مقالات | 5,790 |
| تعداد مشاهده مقاله | 8,576,489 |
| تعداد دریافت فایل اصل مقاله | 7,110,716 |