پایداری پیچش و خمش ورق های پلیمری کامپوزیتی تقویت شده توسط نانولوله های کربنی تحت بار ترکیبی

در این تحقیق پایداری پیچشی و خمشی ورق کامپوزیتی با زمینه پلیمری تقویت شده با نانولوله های کربنی بررسی شده است. ورق مورد نظر از نوع ورق دایره ای توخالی می باشد. ابتدا به مدل سازی نانولوله ها کربنی درون زمینه پلیمری پرداخته شده است برای این کار از سه مدل میکرومکانیکی جدایی سطح مشترک، مدل موری تاناکا و انباشتگی نانولوله ها استفاده شده است و با استفاده از آنها خواص مکانیکی معادل کامپوزیت تعیین شده است. در مدل جدایی اثر نیروی واندروالس در سطح مشترک نانولوله های کربنی و پلیمر و اثر شعاع نانولوله های کربنی بر روی خواص مکانیکی معادل و پایداری ورق بررسی شده است. همچنین اثر تراکم نانولوله ها در نواحی خاص از کامپوزیت بررسی شده است. صفحه گرد توخالی یکبار تحت گشتاور پیچشی در لبه داخلی و خارجی قرار گرفته است و یکبار تحت بار شعاعی در لبه داخلی و خارجی قرار گرفته است و یکبار نیز تحت ترکیبی از این دو بار قرار گرفته است. صفحه گرد مورد نظر نازک است بنابراین تغییر شکلها کوچک فرض شده و برای تحلیل کمانش از تئوری کلاسیک صفحات استفاده شده است. سپس با استفاده از تابع انرژی و روش ریتز، گشتاور پیچشی بحرانی و بار بحرانی برای شروع ناپایداری محاسبه شده است. با تغییر تابع فرضی برای جابجایی عمودی ورق اثر تغییر شرایط مرزی در لبه های داخلی و خارجی ورق بر روی پایداری صفحه گرد بررسی شده است. افزایش نیروی واندروالس در سطح مشترک نانولوله و پلیمر همچنین کاهش شعاع نانولوله های کربنی باعث افزایش پایداری ورق می شود. تغییر شرایط تکیه گاهی در لبه های داخلی و خارجی ورق از حالت ساده به گیردار باعث افزایش گشتاور و فشار بحرانی وارد به ورق می-شود. توزیع یکنواخت و منظم نانولوله ها باعث افزایش پایداری صفحه گرد و توزیع غیریکنواخت آنها باعث کاهش بار بحرانی کمانش می شود. افزایش درصد حجمی نانولوله های کربنی صفحه گرد را پایدارتر می کند و کاهش نسبت شعاع داخلی به خارجی باعث افزایش پایداری صفحه گرد می شود