تحلیل دینامیکی نانولوله های چند جداره کربنی با استفاده از روش های عددی

تحلیل ارتعاشی نانولوله های کربنی به دلیل کاربردهای آن دارای اهمیت می باشد. روش اجزا محدود یکی از روش های تحلیل نانولوله ها می باشد، که با در نظر گرفتن قاب سه بعدی این تحلیل انجام می شود. در این قاب سه بعدی پیوند بین اتم های کربن به عنوان اعضایی نیرویی مدل شده و اتم های کربن مفاصل بین این اعضا است. برای تولید مدل اجزا محدود گره ها در محل اتم های کربن قرار می گیرند و پیوند بین اتم ها به وسیله ی المان های سه بعدی الاستیک تیر مدل می شوند. مدول الاستیک المان های تیر با استفاده از پیوند مکانیک مولکولی و محیط پیوسته ارائه شده در مقالات معرفی شده است. در این مدل نیروهای واندروالس بین لایه های نانولوله دو جداره در نظر گرفته شده است. خواص نانولوله های تک جداره و دوجداره در بعضی موارد با هم متفاوت است. با استفاده از نرم افزار انسیس خواص مکانیکی نانولوله ها تحلیل شده است. المان تیر 4 که المانی سه بعدی با قابلیت های خمش، کشش، پیچش و فشار ، استفاده شده است. عکس العمل بین دو لایه از نانولوله های چند جداره، عکس العمل واندروالس، در محاسبه ی پارامترهای مکانیکی در نظر گرفته شده است. برای شبیه سازی نیروی واندروالس از المان فنر لینک11 استفاده شده است. نتایج به دست آمده برای نانولوله های تک جداره و چندجداره نشان دهنده کاهش فرکانس با افزایش طول است در صورتی که با افزایش قطر نانولوله فرکانس طبیعی نانولوله افزایش می یابد. شکل مد فرکانس طبیعی نانولوله های تک جداره و چندجداره به دست آمده است. نتایج به دست آمده برای مد اول فرکانس طبیعی با نتایج تحلیلی تیر هماهنگی خوبی دارد. نتایج ارائه شده نشان دهنده این است که مدل اجزا محدود پیشنهادی ابزار ارزشمندی برای مطالعه ی رفتار مکانیکی نانولوله های کربنی است. کلید واژه ها: اجزا محدود، شکل مد، فرکانس طبیعی، مدل قاب سه بعدی، نانولوله کربنی