تحليل ارتعاشات و كمانش نانولوله كربني چند لايه تحت چرخش محوري با استفاده از تئوري الاستيسيته غير محلي

دكتري

رفتار ارتعاشي و كمانشي نانو لوله چند لايه چرخان دو مورد از مهمترين پديده¬هاي موثر در كاركرد نانو لوله-هاي مورد استفاده در نانو-ماشين¬ها مي باشد. در اين رساله معادلات مكانيك محيط پيوسته با فرضيات الاستيسيته غير كلاسيك تركيب گرديده و مجموعه¬اي از راه حل¬هاي دقيق و سريع براي تحليل ارتعاشي و كمانشي نانولوله چرخان ارائه گرديده است. در حوزه مكانيك محيط پيوسته از سه دسته معادلات تيرها، پوسته¬ نازك و پوسته¬ مرتبه اول برشي، براي مدل¬سازي نانولوله استفاده شده است. همچنين از آنجائيكه الاستيسيته كلاسيك نمي¬تواند اثر مقياس كوچك را در مدل¬سازي لحاظ نمايد، از تئوري¬هاي غير كلاسيك مانند الاستيسيته غير محلي و كوپل تنش بهبوديافته استفاده شده تا اثر مقياس در معادلات لحاظ گردد. تركيب اين دو تئوري با سه تئوري هندسي مذكور، معادلات حركت مختلفي را ارائه نموده كه همگي بر پايه يك روش دقيق حل شده و نتايج آنها در فصول مختلف ارائه گرديده است. در كنار روش¬هاي نامبرده، از شبيه¬سازي ديناميك مولكولي نيز جهت صحه¬گذاري نتايج استفاده شده است. نتايج بدست آمده از تئوري-هاي تير اويلر-برنولي، تير تيموشنكو، پوسته نازك و پوسته مرتبه اول برشي با نتايج ساير مراجع و همچنين نتايج بدست آمده از شبيه¬سازي ديناميك مولكولي مقايسه شده و صحت آنها مورد تاييد قرار گرفته است. همچنين با انتخاب تركيب تئوري پوسته مرتبه اول برشي با تئوري الاستيسيته غير محلي به عنوان بهترين تركيب براي تحليل نانولوله تك لايه چرخان، اين تركيب به نانولوله چند لايه تعميم يافته و نتايج براي رفتار نانولوله چند لايه چرخان بدست آمده است. به منظور مدل¬سازي اثر نيروي واندروالس، از يك توزيع فشار پيوسته بر سطوح خارجي نانو لوله¬ها استفاده شده كه منجر به استخراج نتايج خوبي براي رفتار ارتعاشي و كمانشي نانو لوله چند لايه گرديده است. در نهايت، اثر تغيير پارامترهاي مختلف هندسي و مقياس بر روي رفتار ارتعاشي و كمانشي نانولوله چرخان نيز در جداول و نمودارهاي مختلف تحليل گرديده است.

190208

دانشگاه علم و صنعت ايران

طراحي كاربردي

دكتر حسيني هاشمي