Etude de l'Influence de la Distribution des Nanocharges sur le Comportement Mécanique du Nanocomposite.

Abstract

Le présent travail de doctorat étudie analytiquement le comportement de flexion, de flambement et de vibration libre du composite à matrice polymère renforcés par des nanotubes de carbone fonctionnellement graduée FG-CNTRC, sur la base des théories de déformation de cisaillement d’ordre élevé (HSDT). Dans cette étude, On a introduit une nouvelle formule de distribution d'ordre exponentielle dans l'équation de la fraction volumique. On considère que les nanotubes de carbone monofeuillet SWCNTs sont alignés le long de la direction axiale. Les poutres FG-CNTRC sont synthétisées à partir de mélange de nanotubes de carbone CNT et de polyméthacrylate de méthyle (PMMA), leurs compositions matérielles varient exponentiellement à travers l'épaisseur de la poutre. La loi du mélange est utilisée pour obtenir les propriétés matérielles de la poutre CNTRC. Le principe de Hamilton a été utilisé afin d’obtenir les équations du mouvement. Les modèles mathématiques fournis dans ce travail sont validés numériquement par comparaison avec certains résultats disponibles dans la littérature. Les nouveaux résultats de la flexion, de la charge critique de flambement et de la vibration libre de la poutre avec une distribution non linéaire des CNTs pour différentes configurations sont présentés et discutés en détail. Les quatre types de configurations (UD-CNT, X-CNT, V-CNT et O-CNT), la fraction volumique du CNT, le degré d'exposant, le rapport d'aspect, etc., sont considérées dans cette étude. On a trouvé que l'influence de la non-linéarité de la distribution des CNTs dans les poutres CNTRC joue un rôle important pour améliorer les propriétés mécaniques de la poutre. De plus, Les résultats obtenus indiquent que la configuration X-CNT non linéaire est la plus rigide parmi tous les différents types de configuration des poutres CNTRC pour supporter des charges de flexion et de flambement, d'autre part la configuration O-CNT est la configuration optimale pour améliorer les fréquences fondamentales.