تمت بعون الله تعالى مناقشة اطروحة الدكتوراة الموسومه ب ( تأثير حمل الكلال متعدد المحاور على النمو الديناميكي لشق في مادة مركبة النحاس مع انابيب الكاربون النانوية ) والمقدمة من قبل الطالب (عمر علي جاسم الجنابي ) في جامعة بغداد/ كلية الهندسة/ قسم الهندسة الميكانيكية / ميكانيك تطبيقي وقد اشرف على اعداد الرساله (أ.د. فتحي عبد الصاحب الشماع ) وتالفت لجنة المناقشة من:
أ.د.حسين جاسم محمد العلكاوي/رئيسا/الجامعة التكنلوجية-قسم الهندسة الكهروميكانيكية
أ.د. فاضل عباس عبد الله /عضوا/ الجامعة المستنصرية-كلية الهندسة-قسم الميكانيك
أ.م.د. عبد الرحمن نجم عبد/عضوا/ جامعة النهرين-كلية الهندسة-قسم الميكانيك
أ.م.د. محسن عبدالله عبد الحسين /عضوا/ جامعة بغداد-كلية الهندسة-قسم الميكانيك
أ.م.د. وداد ابراهيم مجيد/عضوا/ جامعة بغداد-كلية الهندسة-قسم الميكانيك
ملخص الاطروحة :
في هذه الدراسة تم دراسة تأثير الكلال المتعدد المحاورعلى نمو الشق الديناميكي للصفائح النانوية المركبة ، وتم استخدام حمل قص دوري وشد ثابت ، كما تم تصنيع المواد النانوية المركبة من النحاس النقي باعتبارها قاعدة معدنية مدعومة بنوعين من أنابيب الكربون النانوية كربوكسيل. انابيب أحادي الجدار كاربون نانو كربوكسيل (SWCNTs-COOH) و أنابيب متعددة الجدران كاربون نانو كربوكسيل (MWCNTs -COOH) ، لذلك سيتمثل هذا العمل بجانبين اساسيين : الجانب العملي والنظري.
من الناحية العملية ، تم استخدام طريقة سهلة وفعالة لإنتاج مواد نانوية مركبة من النحاس المقوى بواسطة أنابيب كربونية نانو كربوكسيلية (CNTs-COOH) ، مع تشتت مثالي لأنابيب نانو الكربون ، لتعزيز الخواص الميكانيكية وتقليل وقت التصنيع. فقد تم استخدام جهاز طحن بالكرات الكوكبي عالي الطاقة للحصول على خليط متجانس من النحاس و انابيب الكاربون النانوية . تم استخدام النحاس النقي بنسبة 99.99 ٪ وتمت اضافة نسبة 6 ٪ نسبة حجمية من أنابيب كربونية نانوية أحادية الجدار كربوكسيل (SWCNTs-COOH) وأنابيب كربونية نانوية متعددة الجدران كربوكسيل (MWCNTs-COOH).
تمت إضافة الأسيتون إلى المزيج Cu+ CNTs-COOH كمذيب لمنع الأكسدة والتكتلات في الخليط بالاضافة الى انه يجف في الهواء بعد الانتهاء من عملية طحن بالكرات.
تم تصميم جهاز جديد لتطبيق حمل القص الدوري المتكرر والشد الثابت. كما تم العثور على عامل شدة الضغط الحرج Kc∆ بشكل تجريبي للوضع I و II.
من الناحية النظرية ، بالنسبة للحل التحليلي ، تم تعديل معادلة نمو الشق الديناميكي لتكون مناسبة للكلال المحوري المتعدد باستخدام نمذجة ميكانيكا الكسر للتنبؤ بموثوقية المواد وعمرها التشغيلي وإيجاد منحنى (طول الشق و عدد الدورات ) ، كما تم حل المعادلات من خلال برنامج ماتلاب.
للمحاكاة العددية ، تم استخدام برنامج ABAQUS وتم العثور على جميع متغيرات وثوابت قانون باريس (c ، m ، ∆K و da / dN) والخواص الميكانيكية عمليا، لإدخاله في برنامج ال ABAQUS لمحاكاة النموذج.
من النتائج ، تم ايجاد الصلابة المايكروية وبقيم) 112 ,99 ،54) كغم/ ملم2 لـ (SWCNTs-COOH + Copper ، MWCNTs-COOH + Copper ، والنحاس) على التوالي.كما و تظهر نتائج اختبار الكبس زيادة قوة النحاس النقي إلى 233.7٪ مع SWCNTs Carboxyl و 150٪ لـ MWCNTs Carboxyl ، لاختبار الشد تم تحسين القوة إلى 268٪ لـ SWCNTs-COOH و 166٪ لMWCNTs-COOH. كما وتم ايجاد الكثافة (7.98 ، 7.8 و 7.7 غرام / سم 3) للنحاس النقي ، SWCNTs + Cu و MWCNTs + Cu على التوالي.
تم ايجاد سرعة نمو الشق عمليا ونظريا في المرحلة الثانوية من حياة الشق. بالنسبة لنمو الشق الديناميكي ، تم الأخذ في الاعتبار قيمة واتجاه سرعة الشق ، حيث تم ايجاد سرعة الشق تجريبياً (0.0.0940 ، 0.083 و 0.1217) ملم / دقيقة (Cu ، MWCNTs + Cu و SWCNTs + Cu) على التوالي , ولكن كما يمكن ملاحظة الفرق بين المواد الثلاثة في بدء التصدع ، حيث يبدأ التصدع في النحاس النقي في وقت أبكر من MWCNTs + Cu وفي النهاية سيبدأ تصدع SWCNTs + Cu. لذلك فقد لوحظ أن عمر النحاس قد ارتفع بنسبة 10٪ تقريبًا باستخدام MWCNTs-COOH و 18٪ مع SWCNTs -COOH.كما وقد تم ايجاد اتجاه نمو الشقوق (ϴc) بشكل عملي ، نظري وتحليلي لـ Pure Cu حوالي 270 ، و SWCNTs 21o و MWCNTs 23o.
