سامان محمدنبی
-
در این پژوهش، مدلی برای هدایت الکتریکی نانوکامپوزیت سیلیکون رابر - نانولوله کربنی، بر اساس قانون توانی و رابطه هالپین-تسای، توسعه داده شده است. مدل هایی که عموما در مقالات استخراج شده اند اثرات پارامترهای مختلف نانوذره و فاز میانی را در نظر نگرفته اند. مدل هالپین-تسای به منظور محاسبه مدول کششی کامپوزیت ها ارایه شده که با جای گذاری پارامترهای الکتریکی، می توان آن را با هدف تخمین هدایت الکتریکی، اصلاح کرد. در این مقاله ماهیت فیزیکی توان b در قانون توانی بر اساس پارامترهای مختلف نانوذرات و فاز میانی تعریف شده و تاثیر آنها بر b و هدایت الکتریکی نانوکامپوزیت، مورد تحلیل و بررسی قرار گرفته است. مدل توسعه داده شده نشان می دهد هرچه غلظت، طول و هدایت الکتریکی نانولوله و ضخامت فاز میانی افزایش یابد، هدایت الکتریکی نانوکامپوزیت نیز افزایش خواهد یافت. همچنین کاهش قطر و اعوجاج نانولوله نیز باعث افزایش هدایت الکتریکی نانوکامپوزیت زمینه پلیمری می شود. به منظور صحت سنجی رابطه توسعه یافته، نمونه های نانوکامپوزیت با درصدهای حجمی مختلف با روش اختلاط ذوبی حالت جامد ساخته شده و مورد آزمون هدایت الکتریکی قرار گرفته اند. نتایج محاسبات و آزمایش تجربی اختلاف شش درصدی را نشان می دهد.
کلید واژگان: نانوکامپوزیت پلیمری, نانولوله کربنی, هدایت الکتریکی, اختلاط ذوبیIn this paper, a new model for estimation of the electrical conductivity of polymer carbon nanotube (CNT) nanocomposites based on the conventional power-law model and Halpin-Tsai formulation has been proposed. Halpin-Tsai model was originally presented to calculate the tensile modulus of composites, which can be modified for estimation of the electrical conductivity by replacing the electrical parameters. The nature of “b” exponent in power-law model is defined according to CNT dimensions, CNT electrical conductivity and the interphase thickness and also the impacts of these parameters on the “b” and the electrical conductivity of nanocomposite are taken into consideration. The developed model interprets that the electrical conductivity of polymer-CNT nanocomposite increases as the concentration, length and electrical conductivity of CNT and the interphase thickness increase. Furthermore, reduction in CNT diameter and waviness results in growth of nanocomposite electrical conductivity. In order to validate the developed model, nanocomposite samples with different volume fractions were produced by solid-state technique of the melt-blending method. The results of calculations and experimental procedure show good agreement.
Keywords: Polymer nanocomposite, Carbon nanotube, Electrical conductivity, Melt-blending -
با چگالش رطوبت روی سطح مقرههای آلوده به ریزگرد، هدایت الکتریکی مقره بالا رفته و به تبع آن جریان نشتی روی سطح ایجاد شده و باعث از کارافتادگی مقرهها میشود. چگالش رطوبت روی سطح، در اثر مکانیزم سردشدن تشعشعی و عمدتا اوایل صبح و در فصل زمستان اتفاق میافتد. در این حالت دمای سطح مقره از نقطه شبنم کمتر است. در این مقاله ضمن بررسی مکانیزم سردشدن تشعشعی، یک نمونه ریزگرد واقعی جمعآوری شده از کانون ریزگرد، آنالیز شیمیایی و هدایت الکتریکی آن در حالت مرطوب اندازهگیری شده است. با شبیهسازی مقره کامپوزیتی kV 230 آلوده به ریزگرد در نرمافزار کامسول، جریان نشتی به دست آمده و با آزمون تجربی صحتسنجی شده است. همچنین با استفاده از روابط انتقال حرارت، دمای سطح مقره هنگام عبور جریان نشتی تعیین و با مقادیر ثبتشده توسط دوربین ترموویژن در هنگام آزمون، مقایسه گردیده است. نتایج نشان میدهد که جریان نشتی و دمای سطح مقره با افزایش هدایت و ضخامت لایه آلودگی افزایش یافته و به تبع آن احتمال از کار افتادگی مقره نیز بالا میرود. آزمون تجربی نشان داد که شبیهسازی مقره با نرمافزارهای تجاری موجود، میتواند روش قابل اعتمادی برای تحلیل پیشدستانه جهت ارزیابی مقرهها به شمار رود.
کلید واژگان: مقره کامپوزیتی, ریزگرد, سردشدن تشعشعی, کامسول, جریان نشتیAs moisture condenses on the surface of the contaminated insulators, the electrical conductivity of the insulator surface increases, resulting in a leakage current on the surface and causing the insulators to fail. Condensation of moisture on the insulator surface occurs due to the mechanism of radiation cooling, mainly in the early mornings of winters. In this case, the temperature of the insulator surface is lower than the dew point. In this paper, a sample of real fine dust collected from the dust center and chemical analysis and measurement of electrical conductivity in the wet state were performed. By simulating a 230-kV contaminated composite insulator in COMSOL Multiphysics software, the magnitude of leakage current was obtained and verified by an experimental test. Also, using heat transfer governing relations, the temperature of the insulator surface during the leakage current flow, was determined and compared with the images captured by the thermo-vision camera during the test. The results show that the leakage current and the surface temperature of the insulator increase with increasing the conduction and thickness of the contamination layer and consequently the probability of insulator failure also increases. Experimental testing shows that simulation of insulators with finite elements-based commercial software can be a reliable method for pre-analysis of insulators.
Keywords: Composite insulator, particulate contamination, radiation cooling, COMSOL Multiphysics, leakage current -
در این تحقیق به بهینه سازی الیاف پیزوالکتریک در پانل استوانه ای هدفمند با لایه های کامپوزیتی از الیاف پیزوالکتریک (پی-اف-آر-سی) به عنوان سنسور و محرک تحت تحریک الکتریکی و بار مکانیکی و شرایط تکیه گاهی ساده، گیردار، آزاد و ترکیب آن ها پرداخته شده است. هدف، به دست آوردن درصد حجمی الیاف پیزوالکتریک در یک لایه پی-اف-آر-سی است به طوری که جابجایی شعاعی (خیز) این لایه در راستای محیطی، معادل با لایه پیزوالکتریک باشد. به منظور بهینه سازی، الگوریتم ژنتیک به کار گرفته شده و مقدار پارامترهای مختلف الگوریتم با استفاده از روش میزان سازی پارامترها به دست آمده است. همچنین جهت صرفه جویی در وقت و اشغال کمتر حافظه، شبکه های عصبی مصنوعی، آموزش داده و به کار گرفته شده اند.
در پایان، نتایج برای تنش و جابجایی دو پانل با لایه پی-اف-آر-سی و پیزوالکتریک ارائه و مقایسه شده و تاثیر شرایط تکیه گاهی روی بهینه سازی و درصد حجمی به دست آمده، بررسی گردیده است. نتایج نشان می دهد که با ورود تکیه گاه گیردار به مسئله، افزایش بیشینه تنش فون میسز در سازه مشاهده شده و درصد حجمی بیشتری برای لایه پی-اف-آر-سی معادل به دست می آید.کلید واژگان: پانل هدفمند, کامپوزیت الیاف پیزوالکتریک, المان محدود, الگوریتم ژنتیک, شبکه های عصبیIn this research the optimization of piezoelectric fibers in a functionally graded cylindrical panel with PFRC layers as sensor and actuator under dynamic load and electrical excitation with various types of supports including: simple, clamped and combination of free and clamped supports is provided. The main goal is to obtain the volume fraction of piezoelectric fibers in a PFRC layer so that the radial displacement of this layer across the circumferential direction is equal to that of piezoelectric layer. For the optimization, Genetic algorithms were used and in each case, the algorithm parameters are obtained by using Parameter Tuning method. In order to saving time and reducing the use of memory, Artificial Neural Networks are trained and employed. In the end, the results for the stresses and displacements of the panel with piezoelectric layers and the one with PFRC layers are presented and compared. The effect of support conditions and on the optimization process and the obtained volume fractions are examined. Results show that with the introduction of clamped supports, increment for maximum Von mises stress in the structure and the volume fraction of piezoelectric fibers can be seen.Keywords: FG Panel, PFRC, FEM, Genetic algorithms, Artificial Neural Networks
- در این صفحه نام مورد نظر در اسامی نویسندگان مقالات جستجو میشود. ممکن است نتایج شامل مطالب نویسندگان هم نام و حتی در رشتههای مختلف باشد.
- همه مقالات ترجمه فارسی یا انگلیسی ندارند پس ممکن است مقالاتی باشند که نام نویسنده مورد نظر شما به صورت معادل فارسی یا انگلیسی آن درج شده باشد. در صفحه جستجوی پیشرفته میتوانید همزمان نام فارسی و انگلیسی نویسنده را درج نمایید.
- در صورتی که میخواهید جستجو را با شرایط متفاوت تکرار کنید به صفحه جستجوی پیشرفته مطالب نشریات مراجعه کنید.