مدل سازی و تحلیل خواص مکانیکی نانولوله های کربنی با عیوب ساختاری
چکیده
در این رساله به بررسی خواص مکانیکی نانولوله های کربنی پرداخته و تاثیرات عیوب مختلف مورد مطالعه قرار گرفته است. در ابتدا به مدل سازی نانولوله ها با کایرالیتی های مختلف در نرم افزار ansys پرداخته شد. جهت بدست آوردن مقادیر مربوط به مدول یانگ و مدول برشی، نانولوله ها به ترتیب تحت بار کششی و مماسی قرار گرفتند و نتایج بدست آمده با مقادیر کارهای قبل مقایسه گردید. تاثیر نسبت منظری بر این خواص مورد مطالعه قرار گرفت و نشان داده شد که افزایش نسبت منظری تاثیر آنچنانی بر مقادیر محاسبه شده ندارد. پس از محاسبه خواص مکانیکی نانولوله های بدون عیب، عیوب ساختاری مختلف از جمله عیوب جای خالی (یک گانه، دوگانه، چهار و شش گانه) و 5-7-7-5 به نانولوله اضافه و خواص مکانیکی نانولوله ها در حضور این عیوب بررسی و تاثیری که این عیوب بر خواص مکانیکی نانولوله ها دارند، مطالعه شد. عیوب در طول نانولوله ها انتقال داده شد تا تاثیر مکان عیب بررسی شود. نشان داده شد که با حرکت عیب به انتهای بارگذاری شده میزان تاثیر حضور عیب در مورد مدول یانگ افزایش مییابد. دیدیم که این موضوع در مورد مدول برشی به این شکل نیست و مکان عیب تاثیر زیادی در میزان کاهش مدول برشی نانولوله ها ندارد. جهت بررسی تاثیری که فاصله عیوب میتواند بر مدول یانگ نانولوله ها داشته باشد، در نانولوله های مختلف و در نسبت منظری های مختلف دو عیب جای خالی یک گانه و دوگانه انتخاب و در مورد هرکدام از این عیوب دو عیب را به دو سر انتهایی نانولوله اضافه و این دو عیب را به هم نزدیک کردیم. نشان داده شد زمانی که این دو عیب در بیشینه فاصله و کمینه فاصله نسبت به هم قرار دارند، تاثیر بیشتری بر کاهش مدول یانگ دارند و در بین این دو حالت مقدار مدول ثابت می ماند.