چکیده: مروری بر مطالعات تجربی صورت گرفته در زمینه ی نانوکامپوزیت های پلیمری تقویت شده با نانولوله ی کربنی و گرافن مشخص می کند که کارآمدی گرافن در تقویت کنندگی پلیمر نسبت به نانولوله بسیار بیشتر می باشد. بنابراین انجام یک مطالعه بر مکانیزم انتقال بار بین گرافن و پلیمر و تعیین پارامترهای مهم و اثر گذار بسیار ضروری است. هدف این رساله، معرفی یک مدل از نانوکامپوزیت پلیمری حاوی گرافن می باشد که بتواند استحکام کششی نانو کامپوزیت را تعیین کرده و اثر پارامترهایی نظیر کسر حجمی گرافن، استحکام برشی فاز واسط، انرژی شکست فاز واسط و مکانیزم انتقال بار در فاز واسط را بر آن، مورد بررسی قرار دهد. این مطالعه، توجه ویژه ای بر فاز واسط بین ماتریس و تقویت کننده و بررسی اثر پارامترهای مربوط به آن داشته است. ابزار مورد استفاده برای رسیدن به این هدف، مدل تاخیر برشی، مدل ناحیه ی چسبناک و مدل سازی المان محدود در نظر گرفته شده است. با استفاده از مدل تاخیر برشی روابط حاکم بر یک المان حجمی معرف نانوکامپوزیت به دست آمده و برای شبیه سازی رفتار فاز واسط از یک قانون چسبنده استفاده شده است. انتقال بار از ماتریس پلیمری به گرافن به عنوان یک موضوع تاثیرگذار در رفتار نانوکامپوزیت مورد بررسی قرار گرفته و اثر پارامتر های کلیدی فاز واسط و همچنین کسر حجمی و طول گرافن نیز مورد ارزیابی قرار گرفته است. توزیع تنش متوسط محوری در گرافن و توزیع تنش برشی در فاز واسط به عنوان نتایج انتقال بار از ماتریس به گرافن به دست آمده و مطالعه ی پارامتری بر آن صورت گرفته است. پدیده ی جدایش گرافن از ماتریس و پیشروی آسیب در ناحیه ی بین فازی (رشد ترک در فاز واسط) نیز با کمک مدل ناحیه ی چسبنده مورد مطالعه قرار گرفته است. تنش های اعمالی که منجر به شروع آسیب و جدایش در فاز واسط می شوند به ازای مقادیر مختلف استحکام و انرژی شکست فاز واسط به دست آمده اند. در ادامه، طول نواحی آسیب دیده و جدا شده به ازای مقادیر مختلف بار اعمالی به نانوکامپوزیت مشخص شده و تحلیل حساسیت نسبت به پارامترهای کسر حجمی گرافن، استحکام و انرژی شکست فاز واسط انجام شده است. به منظور مدل سازی آسیب در ماده ی زمینه به عنوان یکی از مکانیزم های جدی افت خواص مکانیکی ماده، از مدل آسیب الاستیک لمتق استفاده شده است. برای به دست آوردن ثوابت ماده در قانون گسترش تدریجی آسیب لمتق، آزمایش بارگذاری- بار برداری روی نمونه های اپوکسی صورت گرفته و برای تعیین پارامتر آسیب در ماتریس، مفهوم تغییر مدول الاستیک در هر مرحله به کار گرفته شده است. با کمک روش همگن سازی، میانگین تنش و کرنش در المان حجمی معرف به دست آمده و منحنی تنش – کرنش برای نانوکامپوزیت حاوی مقادیر مختلف گرافن ترسیم شده است. تاثیر شروع جدایش بین فازی و تقدم و تاخر آن برای حالت های مختلف بر رفتار کششی نانوکامپوزیت مورد بحث قرار گرفته است. به منظور سنجش اعتبار نتایج تحلیلی، آزمایش کشش برای اپوکسی خالص و چند کسر وزنی گرافن انجام گرفته و نتایج تحلیلی و تجربی مقایسه شده است.