بررسی تحلیلی و عددی رفتار عملگرهای FGMهوشمند هیدروژلی

نوع: Type: پایان نامه

مقطع: Segment: کارشناسی ارشد

عنوان: Title: بررسی تحلیلی و عددی رفتار عملگرهای FGMهوشمند هیدروژلی

ارائه دهنده: Provider: امیر قاسمخانی

اساتید راهنما: Supervisors: دکتر هاشم مظاهری

اساتید مشاور: Advisory Professors:

اساتید ممتحن یا داور: Examining professors or referees: دکتر رحمن سیفی - دکتر عباس فدایی

زمان و تاریخ ارائه: Time and date of presentation: سه­شنبه 29 بهمن ساعت 14:30

مکان ارائه: Place of presentation: آمفی تئاتر دانشکده مهندسی

چکیده: Abstract: هیدروژل­ها مواد پلیمری هوشمند هستند که در تماس با سیال تحت تحریک­های مختلف فیزیکی و شیمایی تغییرشکل­های بزرگ می­دهند. بر اساس این ویژگی آن­ها به عنوان سنسور و عملگر مورد استفاده قرار می­گیرند. در این رساله رفتار تورمی یک پوسته و یک میکروتیر مدرج (FGM) هیدروژلی با دو روش تحلیلی و عددی مورد مطالعه قرار گرفته­است. چگالی اتصالات عرضی در پوسته در جهت شعاعی و در میکروتیر در جهت ضخامت به صورت گرادیانی توزیع شده­است. ابتدا مدل تحلیلی برای پوسته و میکروتیر ارائه و حل شده­است سپس حل اجزای محدود برای هیدروژل مدرج (FGM) مورد مطالعه، با نوشتن سابروتین برای معرفی خواص ماده در نرم­افزار Abaqus انجام شده­است. برای این منظور هیدروژل مدرج (FGM) مورد بررسی در میکروشیر، به صورت پوسته چند لایه با خواص گسسته مدل شده­است و در میکروتیر نیز هیدروژل به همین صورت در راستای ضخامت مدرج شده­است. تطابق خوب بین نتایج حل تحلیلی و حل عددی صحت حل تحلیلی ارائه شده را تایید می­کند. از جمله کاربردهای دیگر این مواد می توان به مسائل مربوط به میکروسیال­ها اشاره کرد که در آن برهم­کنش بین سازه و سیال از اهمیت بالایی برخوردار است. از طرفی استفاده از مواد مدرج نیز با توجه به رفتار آن­ها اهمیت بسزایی دارد. در این پایان­نامه علاوه بر حل تحلیلی و عددی میکروشیر و میکروتیر، شبیه­سازی با در نظر گرفتن برهم‌کنش سیال و سازه مورد مطالعه قرار گرفته­است. در این راستا، ابتدا ابزار عددی مناسب برای تحلیل اجزامحدود آن­ها توسعه داده شده است که پس از صحه‌سنجی برای استفاده در روند شبیه‌سازی برهم‌کنش سیال و سازه مورد استفاده قرار گرفته است. برای بررسی اهمیت مدرج نمودن این میکروشیرها و میکروتیرها، حالت­های توزیع خطی و نمایی تراکم پیوندهای عرضی و حالت‌های حدی همگن نیز بررسی شده‌اند. هم­چنین رفتار این میکروشیرها بدون درنظر گرفتن برهم‌کنش سیال و جامد نیز شبیه‌سازی شده است. نتایج به دست آمده حاکی از آن است که اثرات برهم­کنش سازه و سیال حائز اهمیت بوده و تاٌثیرات قابل توجهی بر پارامترهای میکروشیر و میکروتیر به خصوص دمای بسته شدن و دبی سیال عبوری از آن دارند. به خصوص در میکروتیر مدرج افقی برهم­کنش سیال-جامد تاٌثیر بسیار زیادی بر نتایج به­دست آمده دارد واژه­های کلیدی: هیدروژل حساس به دما، میکروتیر، میکروشیر، مدرج (FGM)حل تحلیلی، حل عددی،برهم­کنش سیال و سازه،

فایل: ّFile: دانلود فایل