| Περίληψη: | Η παρούσα διπλωματική εργασία αφορά τη χρήση μοντέλων πεπερασμένων στοιχείων για την βελτιστοποίηση του σχεδιασμού σύνθετων υλικών πολυμερικής μήτρας ενισχυμένων με νάνο-εγκλείσματα νανοσωλήνων άνθρακα (CNTs) και νανοπεταλίων γραφενίου (GNPs) και τον υπολογισμό των μηχανικών και θερμικών ιδιοτήτων αυτών μέσω υπολογιστικών μεθόδων πολλαπλών κλιμάκων. Αρχικά, θα γίνει μελέτη της επίδρασης της παρουσίας εγκλεισμάτων σε Στοιχεία Αντιπροσωπευτικού Όγκου (RVEs) στη νάνο κλίμακα και μέσω της θεωρίας Ασύμμετρης Ομογενοποίησης θα γίνει η μετάβαση στη μεσοκλίμακα. Μέσα από μοντέλα πεπερασμένων στοιχείων θα γίνει μελέτη για τις μηχανικές όσο και τις θερμικές ιδιότητες του σύνθετου. Οι μηχανικές ιδιότητες στις οποίες επικεντρώνεται η παρούσα εργασία είναι το μέτρο ελαστικότητας και το μέτρο διάτμησης. Στη συνέχεια, για τον προσδιορισμό των ιδιοτήτων γίνονται πειράματα για κάθε διεύθυνση χρησιμοποιώντας τα κατάλληλα πειράματα για κάθε περίπτωση και γίνεται σύγκριση με αντίστοιχα πειραματικά αποτελέσματα από την βιβλιογραφία και με αναλυτικές μεθόδους σύνθετων υλικών ενισχυμένων με νανοεγκλείσματα. Ακολούθως για τις θερμικές ιδιότητες γίνεται προσδιορισμός της θερμικής αγωγιμότητας. Θα χρησιμοποιηθούν δύο μοντέλα που το ένα στηρίζεται στην υπόθεση ότι υπάρχει τέλεια επαφή μεταξύ των νανοεγκλεισμάτων και της μήτρας ενώ το άλλο στην υπόθεση μη-τέλειας επαφής. Έπειτα, γίνεται σύγκριση των πειραματικών αποτελεσμάτων για την θερμική αγωγιμότητα με τα θεωρητικά αναμενόμενα αποτελέσματα, όσο και με την βιβλιογραφία. Τέλος, η εργασία ολοκληρώνεται με τα συμπεράσματα και προτάσεις για μελλοντική εργασία.
|
|---|
