Research Article

Developing Algorithm for Random Distribution of Nanomaterials

Number: 24 April 15, 2021
TR EN

Nanomalzemelerin Rastgele Dağılımı İçin Algoritma Geliştirilmesi

Öz

Bu çalışmada, polimer nanokompozitlerin gerçekçi davranışını modellemek için nanomalzemelerin polimer matriks içerisindeki rastgele dağılımını saplayan yeni bir algoritma geliştirilmiştir. Çalışma nanokompozitlerin sonlu elemanlar yöntemi olarak modellenmesinden ziyade bu algoritmanın geliştirilmesine odaklanmıştır. Nanomalzemelerin ve polimer nanokompozitlerin sayısal modellemesine genellikle temsili hacim elemanına sahip çok ölçekli moelleme yöntemi kullanılmaktadır. Takviye malzemesinin etkisi araştırmacılar tarafından araştırılmakta olup takviye mekanizması hem sayısal hem de deneysel olarak tam olarak açıklanmamıştır. Deneysel çalışmalarda takviye mekanizmasının etkisini anlamak için sayısal çalışmaların başarısı da oldukça önemlidir. Bu nedenle, nanomalzemelerin polimer matrisindeki gerçekçi dağılımını modellemek için bir algoritma geliştirilmiş ve sayısal çalışmalara uyarlanmıştır. Algoritma, istenen geometrik boyutlara sahip malzemelerin bir kontrol hacmi içinde rastgele konumlandırılmasını ve birbirleriyle ve kontrol hacmi ile kesişmemesini sağlamaktadır. Algoritma Python programlama dili kullanılarak geliştirilmiş ve nanomalzemelerin konumları komut dosyası dili kullanılarak ABAQUS sonlu eleman programına aktarılmıştır. Nanomalzeme olarak grafen ve polimer matriks olarak epoxy kullanılmıştır. Rastgele dağıtılan RVE modelleri, tek elemanlı RVE modellerinden daha başarılı sonuçlar vermiştir. Deneysel sonuçlarla iyi bir uyum göstermiştir.

Anahtar Kelimeler

References

  1. Kim, H., Abdala, A. A. and Macosko, C. W. (2010). Graphene/polymer nanocomposites. Macromolecules 43, 6515–6530.
  2. Potts, J. R., Dreyer, D. R., Bielawski, C. W. and Ruoff, R. S. (2011). Graphene-based polymer nanocomposites. Polymer 52, 5–25.
  3. Geim, A. K. and Novoselov, K. S. (2007). The rise of graphene. Nat. Mater 6, 183–191.
  4. Cho, J., Joshi, M. S. and Sun, C. T. (2006). Effect of inclusion size on mechanical properties of polymeric composites with micro and nano particles. Compos. Sci. Technol. 66, 1941–1952.
  5. Tjong, S. C. (2006). Structural and mechanical properties of polymer nanocomposites. Mater. Sci. Eng. R 53, 73–197.
  6. Georgantzinos, S. K., Giannopoulos, G. I. and Anifantis, N. K. (2010). Numerical investigation of elastic mechanical properties of graphene structures. Mater Des 31, 4646–54.
  7. Shokrieh, M. M. and Rafiee, R. (2010) Prediction of Young’s modulus of graphene sheets and carbon nanotubes using nanoscale continuum mechanics approach. Mater Des 31, 790–5.
  8. Tsai, J. L. and Tu, J. F. (2010). Characterizing mechanical properties of graphite using molecular dynamics simulation. Mater Des 31:194–9.

Details

Primary Language

English

Subjects

Engineering

Journal Section

Research Article

Publication Date

April 15, 2021

Submission Date

April 14, 2021

Acceptance Date

April 15, 2021

Published in Issue

Year 1970 Number: 24

APA
Caliskan, U. (2021). Developing Algorithm for Random Distribution of Nanomaterials. Avrupa Bilim Ve Teknoloji Dergisi, 24, 508-514. https://doi.org/10.31590/ejosat.916108