مدلسازی و بهینه سازی خواص مکانیکی نانوکامپوزیت های اپوکسی/هیدروکسی آپاتیت/گرافن اکساید

در این مقاله، یک مطالعه ی تجربی و عددی بر روی مدول یانگ و استحکام خمشی کامپوزیت های تقویت شده با گرافن اکساید و نانوذرات هیدروکسی آپاتیت انجام شده است. گرافن اکساید تا سقف 5/0 درصد وزنی و نانوذرات هیدروکسی آپاتیت تا سقف 7 درصد وزنی مورد استفاده قرار گرفته است. درصدهای وزنی مورد استفاده از طریق طراحی آزمایش و به کمک روش طراحی کامپوزیت مرکزی بدست آمده اند که به عنوان پارامترهای موثر بر خواص یاد شده نیز لحاظ گردیده اند. همچنین این دو پارامتر به عنوان پارامترهای ورودی جهت مدلسازی نتایج توسط روش سطح پاسخ و شبکه عصبی مصنوعی در نظر گرفته شده اند. نتایج تجربی نشان می دهد افزایش محتوای نانوذرات باعث افزایش مدول یانگ و استحکام خمشی شده است. همچنین نتایج مدلسازی نشان می دهد که میانگین خطای بدست آمده از روش شبکه عصبی مصنوعی دارای کمترین میانگین خطا بوده است. بهینه سازی به روش الگوریتم ژنتیک صورت گرفته است و نتایج نشان می دهد که مقدار بهینه ی مدول یانگ در 2.739 درصد وزنی نانوذرات هیدروکسی آپاتیت و 0.429 درصد وزنی از گرافن اکساید بدست آمده است و مقدار آن 876.9 مگاپاسکال است. همچنین مقدار بهینه ی استحکام خمشی معادل 24.32 مگاپاسکال گزارش شده است که در 0.021 درصد وزنی از گرافن اکساید و 2.435 درصد وزنی نانورات هیدروکسی آپاتیت بدست آمده است.