بررسی و شبیه سازی کامپوزیت نانوتیوب در مقاطع مختلف با استفاده از مدل محیط های پیوسته
چکیده
چکیده نزدیک به یک دهه است که بحث نانو فناوری و بویژه نانوتیوب در پژوهش ها جایگاه ویژه ای پیدا کرده است و در پنج سال اخیر رفتار نانو تیوب در محیط های اطراف بررسی می شود. یکی از مهمترین کاربردهای نانوتیوب در کامپوزیت هاست که مقالات متعددی در سال های اخیر در این زمینه منتشر شده است. افزودن نانوتیوب در یک ماتریکس در برخی موارد تا 3 برابر به مقاومت آن می افزاید. لذا این بحث بسیار مورد توجه دانشمندان قرار گرفته است. در صورت شناسایی و تحلیل رفتار این نوع کامپوزیت ها می توان با تولید آن به موادی با مقاومت بسیار بالاتر دست پیدا نمود. در این تحقیق ابتدا به معرفی نانولوله ها و کاربردهای آن پرداخته می شود. سپس مدل سازی انتقال و توزیعِ تنش در نانوکامپوزیت های پلیمری تقویت شده با نانولوله با استفاده از توابع ریاضی و حل تحلیلی برای یک نانوتیوب قرار گرفته در یک بستر با مقطع دایره ای تحت بارگزاری محوری مورد بررسی قرار می گیرد. همچنین با استفاده از روش اجزا محدود و با فرض محیط پیوسته نمونه حل شده به روش تحلیلی مورد حل به روش عددی قرار گرفته و نتایج با هم مقایسه می شوند. پس از اطمینان از تطابق دو روش، حل عددی برای مقاطع مربعی و شش ضلعی نیز انجام شده و نتایج مورد تحلیل قرار می گیرند. با توجه به عدم امکان استفاده از مقطع دایره ای در تحلیل و شبیه سازی مقاطع مختلف –به دلیل ایجاد فضای خالی در بین المان ها و غیر واقعی بودن شبیه سازی– پیشنهاد می گردد در تحقیقات آینده با استفاده از روش فوق این حل برای سایر مقاطع کاربردی تحت انواع مختلف بارگزاری ها نیز انجام شده و با داشتن پاسخ هر یک، نسبت به تعریف چند المان مناسب کاربردی جدید در کدهای مربوط به اجزا محدود اقدام شود. با در اختیار داشتن این کدهای جدید حجم عملیات محاسباتی به مراتب کاهش یافته و امکان تحلیل یک قطعه کامپوزیت نانوتیوب در ابعاد واقعی با استفاده از رایانه های رومیزی امکان پذیر می گردد.