Ανάλυση ευαισθησίας χαρακτηριστικών υστεριτικής 
συμπεριφοράς νανοσύνθετου υλικού

Φιλιππίδης, Φίλιππος; Filippidis, Filippos

dc.contributor.author	Φιλιππίδης, Φίλιππος	el
dc.contributor.author	Filippidis, Filippos	en
dc.date.accessioned	2022-07-20T11:04:57Z
dc.date.available	2022-07-20T11:04:57Z
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/55455
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.23153
dc.rights	Default License
dc.subject	Νανοσύνθετα υλικά	el
dc.subject	Νανοσωλήνες άνθρακα	el
dc.subject	Μέθοδος πεπερασμένων στοιχείων	el
dc.subject	Υστεριτική συμπεριφορά	el
dc.subject	Ανάλυση ευαισθησίας	el
dc.title	Ανάλυση ευαισθησίας χαρακτηριστικών υστεριτικής συμπεριφοράς νανοσύνθετου υλικού	el
dc.contributor.department	Εργαστήριο Στατικής και Αντισεισμικών Ερευνών	el
heal.type	bachelorThesis
heal.classification	Structural engineering	en
heal.language	el
heal.access	free
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2022-03
heal.abstract	Τα τελευταία χρόνια η χρήση νανοσύνθετων υλικών κερδίζει όλο και περισσότερο έδαφος σε κατασκευές του αντικειμένου του πολιτικού μηχανικού και όχι μόνο. Η αιτία βρίσκεται στις ιδιαίτερα επιθυμητές ιδιότητες που τα χαρακτηρίζουν, όπως το χαμηλό βάρος η εξαιρετική ανθεκτικότητα και η υψηλή αντοχή. Ένα από τα πλέον ερευνητικώς ενδιαφέροντα υλικά για την ενίσχυση των νανοσύνθετων είναι οι νανοσωλήνες άνθρακα, λόγω των εξαιρετικών μηχανικών τους ιδιοτήτων. Εκτός όμως από τα πολλά πλεονεκτήματα, τα νανοσύνθετα υλικά χαρακτηρίζονται και από πληθώρα αβεβαιοτήτων άμεσα συνυφασμένων με την ανομοιογενή φύση τους. Η προσομοίωση των διακριτών φάσεων του υλικού, λαμβάνοντας υπόψη και τη μεταξύ τους αλληλεπίδραση είναι άμεσο ζητούμενο για τη μελέτη της συμπεριφοράς τους. Παράλληλα λοιπόν με την αύξηση της δημοφιλίας των νανοσύνθετων υλικών παρουσιάστηκε η ανάγκη για την ανάπτυξη των μαθηματικών μοντέλων που θα μπορούσαν να τα περιγράψουν, με παραδοχές που θα έδιναν λύση στα προβλήματα που συνεπάγονται οι ανομοιογένειές τους. Μια απάντηση σε αυτό το πρόβλημα ήρθε να δώσει η θεώρηση του αντιπροσωπευτικού στοιχείου όγκου (representative volume element - RVE), μιας βασικής μονάδας όγκου στην οποία τάσεις και παραμορφώσεις μπορούν να θεωρηθούν σταθερές και η μεταξύ τους σχέση να περιγραφεί από έναν ομογενοποιημένο νόμο υλικού. Για να επιτευχθεί αυτό αναπτύχθηκαν αλγόριθμοι ομογενοποίησης, όπου το υλικό αναλύεται σε επίπεδο μικροδομής με τη μέθοδο των πεπερασμένων στοιχείων. Πεπερασμένα στοιχεία όμως χρησιμοποιήθηκαν τόσο για την προσομοίωση των διακριτών φάσεων του υλικού, όσο και για τη συμπεριφορά της μεταξύ τους διεπιφάνειας. Μια ενδιαφέρουσα εφαρμογή τέτοιας ανάλυσης παρουσιάζεται στην παρούσα διπλωματική εργασία, για τη μελέτη σε δυο διαστάσεις πολυμερούς ενισχυμένου με νανοσωλήνες άνθρακα. Για τη διεπιφάνεια μεταξύ των δύο φάσεων του υλικού χρησιμοποιήθηκε ένας διγραμμικός νόμος περιγραφής της σχετικής ολίσθησης. Αυτή η μη γραμμικότητα οδήγησε στην ανάγκη εφαρμογής μη γραμμικής ανάλυσης η οποία έγινε με χρήση της μεθόδου Newton-Raphson. Με τα παραπάνω εργαλεία και την επιβολή, μέσω παραμορφώσεων, φόρτισης εναλλασσόμενου προσήμου υπολογίστηκαν χαρακτηριστικά της υστεριτικής συμπεριφοράς του νανοσύνθετου υλικού σε επίπεδο αντιπροσωπευτικού στοιχείου όγκου. Όμως τα χαρακτηριστικά αυτά εξαρτώνται άμεσα από δεδομένα του προσομοιώματος των οποίων η τιμές παρουσιάζουν αβεβαιότητες. Τέτοια δεδομένα είναι ο αριθμός των νανοσωλήνων στον αντιπροσωπευτικό όγκο, ο προσανατολισμός τους, αλλά και τα στοιχεία του νόμου υλικού της διεπιφάνειας. Η διασπορά των χαρακτηριστικών υστεριτικής viii συμπεριφοράς ως αποτέλεσμα της διασποράς των παραπάνω παραγόντων μελετήθηκε με εφαρμογή ανάλυσης ευαισθησίας. Τα αποτελέσματα παρουσιάζονται στην παρούσα εργασία με στόχο τη συμβολή στη δημιουργία υποβάθρου για περαιτέρω μελέτη και συζήτηση, που ιδανικά στο μέλλον θα μπορούσαν να οδηγήσουν στην παραγωγή νανοσύνθετων υλικών βέλτιστης υστεριτικής συμπεριφοράς.	el
heal.advisorName	Παπαδόπουλος, Βησσαρίων	el
heal.committeeMemberName	Παπαδόπουλος, Βησσαρίων	el
heal.committeeMemberName	Θανόπουλος, Παύλος	el
heal.committeeMemberName	Φραγκιαδάκης, Μιχαήλ	el
heal.academicPublisher	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Πολιτικών Μηχανικών. Τομέας Δομοστατικής. Εργαστήριο Στατικής και Αντισεισμικών Ερευνών	el
heal.academicPublisherID	ntua
heal.numberOfPages	75 σ.	el
heal.fullTextAvailability	false