تحلیل پیشرفته ترک و شکست در کامپوزیت های نانو-تقویت شده تحت بارگذاری دینامیکی

چکیده مقاله

این مطالعه به تحلیل پیشرفته ترک و شکست در کامپوزیت های نانو تقویت شده تحت بارگذاری دینامیکی پرداخته است و هدف اصلی شناسایی اثر اندازه، تراکم و پراکندگی نانوذرات بر مسیر رشد ترک، مقاومت به شکست و جذب انرژی دینامیکی بوده است مدل های عددی اجزای محدود غیرخطی همراه با داده های تجربی و الگوریتم های یادگیری ماشین برای پیش بینی دقیق مسیرهای ترک و نقاط تمرکز تنش توسعه یافته اند یافته ها نشان دادند که نمونه های با توزیع یکنواخت و ذرات کوچک، مسیرهای ترک کنترل شده و یکنواختی توزیع انرژی بالایی دارند و سرعت رشد ترک کاهش یافته و دوام و طول عمر خستگی افزایش می یابد شبیه سازی ها و داده های تجربی تایید کردند که پراکندگی و اندازه ذرات نقش کلیدی در کاهش تمرکز تنش و افزایش مقاومت دینامیکی دارند و ترکیب ماتریس پلیمری مناسب با توزیع بهینه نانوذرات، عملکرد کلی ماده را بهبود می بخشد و از شکست ناگهانی جلوگیری می کند استفاده از الگوریتم های یادگیری ماشین و مدل های ترکیبی امکان طراحی پیشرفته و بهینه سازی همزمان پارامترهای هندسی، پراکندگی ذرات و ویژگی های ماتریس را فراهم می آورد و تولید نمونه های آزمایشگاهی با عملکرد دینامیکی و مقاومت بالا را امکان پذیر می سازد نتایج تحقیق نشان دادند که تراکم بیش از حد ذرات می تواند تمرکز تنش و شکست زودهنگام ایجاد کند، بنابراین بهینه سازی تراکم، پراکندگی و اندازه ذرات برای افزایش دوام ضروری است این چارچوب طراحی، مسیر علمی و عملی جامعی برای تولید کامپوزیت های مقاوم در برابر شکست و بارگذاری دینامیکی فراهم می کند و کاربرد گسترده ای در صنایع هوافضا، دفاعی، خودرو و دیگر حوزه های نیازمند مواد سبک و مقاوم دارد در نهایت، مطالعه نشان داد که ترکیب داده های تجربی، شبیه سازی عددی و الگوریتم های یادگیری ماشین، امکان تولید مواد پیشرفته با مسیر رشد ترک کنترل شده، جذب انرژی بهینه و عملکرد دینامیکی بالا را فراهم می آورد و پایه ای محکم برای تحقیقات آینده در حوزه کامپوزیت های نانو تقویت شده مقاوم در برابر شکست و خستگی ایجاد می کند

نویسندگان

امیر حسین مجیدیان

۱ دانشجوی مقطع دکتری رشته مهندسی مکانیک، دانشگاه شهید بهشتی، تهران، ایران

سید محمد جعفری

۲ استادیار، دانشکده مهندسی مکانیک و انرژی، دانشگاه شهید بهشتی، تهران، ایران

سید حسین دیباجیان

۳ استادیار، دانشکده مهندسی مکانیک و انرژی، دانشگاه شهید بهشتی، تهران، ایران

مجیدیان، امیر حسین و جعفری، سید محمد و دیباجیان، سید حسین،1404،تحلیل پیشرفته ترک و شکست در کامپوزیت های نانو-تقویت شده تحت بارگذاری دینامیکی،بیست و نهمین کنفرانس ملی مهندسی برق ،کامپیوتر و مکانیک،شیروان

ارائه‌شده در

مجموعه مقالات بیست و نهمین کنفرانس ملی مهندسی برق ،کامپیوتر و مکانیک28 بهمن 1404 · شیروان