تحلیل و بهینهسازی خواص مکانیکی بایوکامپوزیتهای تقویت شده با الیاف کناف و نانو ذرات گرافن در حضور سازگارکننده | ||
| نشریه مهندسی مکانیک امیرکبیر | ||
| دوره 56، شماره 2، 1403، صفحه 241-272 اصل مقاله (2.8 M) | ||
| نوع مقاله: مقاله پژوهشی | ||
| شناسه دیجیتال (DOI): 10.22060/mej.2024.22798.7679 | ||
| نویسندگان | ||
| حسین تقیپور* 1؛ جابر میرزایی2 | ||
| 1گروه مکانیک، دانشکده مکانیک، دانشگاه ولایت ایرانشهر، ایرانشهر، ایران | ||
| 2دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه سمنان، سمنان، ایران | ||
| چکیده | ||
| در این مقاله به بررسی خواص مکانیکی در بایوکامپوزیتهای تقویت شده با الیاف طبیعی کناف/ نانوگرافن در زمینه پلی پروپیلن با اضافه کردن سازگار کننده پرداخته شده است. از روش آماری سطح پاسخ با رویکرد باکس-بهنکن جهت بررسی و ارائه مدل ریاضی برای رفتار بایوکامپوزیت با توجه به پارامترهای درصد وزنی الیاف کناف، درصد وزنی نانوگرافن و درصد وزنی سازگارکننده استفاده شده است. رفتار نمونهها تحت آزمونهای کشش، خمش و ضربه تحلیل گردید و نتایج با استفاده از تصاویر میکروسکوپ الکترونی روبشی توجیه شد. سطح شکست نمونهها نشان داد مکانیزم اصلی در بهبود رفتار بایوکامپوزیت معرفی شده، شکست الیاف و جدایش به همراه بیرون کشیدگی الیاف از ماده زمینه است. فرایند بهینهسازی چند هدفه با دو روش فراابتکاری و تابع مطلوبیت انجام گردید. بهینهسازی، با هدف افزایش استحکام خمشی، ضربه و کشش، و همزمان کاهش وزن نمونهها انجام گردید و درصد وزنی الیاف، نانو ذرات و سازگارکننده به عنوان متغییرهای مسئله تعریف گردیدند. نتایج نشان داد نمونه بایوکامپوزیت با درصدهای بهینه پارامترهای طراحی، در سه خاصیت مکانیکی شامل، استحکام کششی، ضربه و خمشی به ترتیب برابر 28/5 مگاپاسکال، 92/29 ژول بر متر و 50 مگاپاسکال است. در پایان حالت بهینه نشان داد، وزن نمونه بایوکامپوزیت را میتوان تا 32 درصد کاهش داد. | ||
| کلیدواژهها | ||
| خواص مکانیکی؛ بهینهسازی؛ طراحی آزمایش؛ سازگارکننده؛ الیاف طبیعی | ||
| مراجع | ||
|
| ||
|
آمار تعداد مشاهده مقاله: 715 تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 637 |
||
| تعداد نشریات | 9 |
| تعداد شمارهها | 458 |
| تعداد مقالات | 5,785 |
| تعداد مشاهده مقاله | 8,515,770 |
| تعداد دریافت فایل اصل مقاله | 7,057,541 |