پ.م.م 43

Vibration analysis of hydrogel-based composite micropipe conveying fluid flow

كارشناسي ارشد

مهندسي مكانيك -طراحي كاربردي

پيام نور شيراز

1403-04

1403/07/04

سي دي

63صص.

ابراهيمي ، زهره

-

55-61 صص.

: Graphene oxide , – micro_pipes , nano_composite , hydrogel , fluid

پيام نور شيراز

نانوكامپوزيت‌هاي هيدروژل‌ تركيبي از يك هيدروژل و تقويت‌كننده‌هايي به اندازه نانومتر هستند كه معمولاً منجر به بهبود خواص مكانيكي يا عملكردهاي جديد مي‌شوند. با سادگي طراحي و سهولت سنتز اين خانواده از هيدروژل‌ها، در زمينه‌هاي مختلف زيست پزشكي و مهندسي كاربرد قابل توجهي دارند. با توجه به خواص استثنايي فيزيكي و مكانيكي مطلوب گرافن، اخيراً مورد توجه دانشمندان و مهندسان قرار گرفته‌است. پيشرفت‌هاي بزرگي در خواص مكانيكي ماتريس‌هاي پليمري و هيدروژلي مختلف با استفاده از چند درصد وزني اكسيد گرافن (GO) به عنوان تقويت‌كننده مشاهده شده‌است. در اين تحقيق به بررسي ارتعاشات ميكرولوله‌هاي ساخته‌شده از نانوكامپوزيت پايه هيدروژل با تقويت‌كننده اكسيد گرافن پرداخته شده‌است. ابتدا ارتعاشات اجباري ميكرولوله همسانگرد ساخته‌شده از مواد هيدروژل تحت ميدان مغناطيسي بررسي شده‌است. حركت ميكرولوله تحت ميدان مغناطيسي و نيروي خارجي متحرك اعمال شده با سرعت مشخص، مورد بررسي قرار گرفته‌است. نتايج عددي مدنظر با استفاده از روش مربعات ديفرانسيلي براي ميكرولوله حامل سيال با شرايط مرزي دوسر مفصل به‌دست آمده‌است. بعد از بررسي همگرايي روش مربعات ديفرانسيلي، اثر پارامترهاي مهم مدل مانند نسبت قطر داخلي به قطر خارجي ميكرولوله و نسبت سرعت نيروي متحرك خارجي به سرعت سيال در حال جريان در ميكرولوله مورد ارزيابي قرار گرفته‌است. در قسمت بعد ارتعاشات اجباري ميكرولوله نانوكامپوزيت اكسيد گرافن/هيدروژل حامل سيال واقع بر بستر پسترناك مطالعه شده‌است. ابتدا اثر تغييرات درصد حجمي تقويت كننده نانوگرافن بر جابه‌جايي بدون بعد در طول ميكرولوله بررسي شده‌است. سپس پارامترهايي مانند نسبت قطر داخلي به قطر خارجي ميكرولوله، سرعت سيال، سرعت نيروي متحرك و فركانس نيروي متحرك مورد مطالعه قرار گرفته‌است. براي مدل‌سازي خصوصيات مكانيكي نانوكامپوزيت تقويت‌شده با ذرات پولكي شكل يا پلاكت مانند اكسيد گرافن، از مدل اصلاح‌شده هالپين- ساي استفاده شده‌است. نتايج تحقيق نشان مي‌دهد كه با افزايش درصد حجمي اكسيد گرافن به ميزان كم (حدود 0.2 درصد)، مقدار جابه‌جايي بدون بعد ميكرولوله حدود 60 درصد كاهش مي‌يابد. اين مطالعه اهميت افزودن نانو ذرات اكسيد گرافن در افزايش مقاومت و استحكام كامپوزيت‌هاي پايه هيدروژل را نشان مي‌دهد. همچنين با افزايش سرعت سيال نسبت به سرعت نيروي متحرك درون ميكرولوله، جابه‌جايي آن كاهش چشمگيري داشته‌است.

1404/07/12

منصوره غيثي

78750