مدل مکانیک مولکولی ساختاری اصلاح شده و تعمیم یافته برای تعیین خواص مکانیکی نانولوله های کربنی

در این مقاله‏ ، یک مدل مکانیک مولکولی ساختاری (msm) اصلاح شده و تعمیم یافته برای تحلیل نانولوله های کربنی (cnt) پیش روی نهاده شده است. در این روش برهم کنش بین اتم های cnt با استفاده از یک المان تیر معادل با مقطع عمومی مدل سازی می شود. برای تعیین جهت های محلی تیر یک روش قاعده مند ارایه شده است. بر خلاف مدل msm اولیه، در روش ارایه شده اثر خمش زاویه ی پیوند و وارونگی به صورت مستقل از هم در نظر گرفته شده اند. برای کشش و خمش پیوند، رفتار غیر خطی منطبق بر پتانسیل مورس اصلاح شده و برای پیچش و وارونگی رفتار خطی در نظر گرفته شد. مدل ارایه شده، وابستگی مدول های الاستیک cnt به اندازه و دست سانی را پیش بینی می کند. به ویژه، با افزایش قطر لوله، نسبت پواسون نانولوله کاهش یافته و به مقدار 2/0 میل می کند. به علاوه، رفتار غیر خطی نانولوله های زیگزاک و آرمچیر تحت اثر بار کششی تا نقطه ی شکست مورد مطالعه قرار گرفت. با مدل ارایه شده، می توان شکست پیش رونده ی پیوندها و خرابی cnt با عیب های اولیه ی استون-ویلز و تهی جای را مورد بررسی قرار داد. خواص الاستیک و رفتار کششی پیش بینی شده برای نانولوله ها تطابق بسیار نزدیکی با نتایج گزارش شده از شبیه سازی دینامیک مولکولی دارد.