تحلیل ارتعاشات غیرخطی ترموالاستیک و پایداری دینامیکی نانوتیوب دولایه از جنس کربن احاطه شده با سیال
thesis
- وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه تربیت مدرس - دانشکده فنی مهندسی
- author علی حاج نایب
- adviser سیامک اسماعیل زاده خادم
- Number of pages: First 15 pages
- publication year 1390
abstract
در این رساله، در ابتدا، رفتار یک نانوتیوب تک لایه، تحت تأثیر تحریک الکتریکی، نیروی واندروالس و تحت نیروی محوری، تحلیل و مقادیر ولتاژ ناپایداری آن بدست آمده است. نانوتیوب با استفاده از مدل تیر اویلر- برنولی و با فرض کشش لایه میانی، مدل گردیده است. در پایان این قسمت، یک رابطه تحلیلی برحسب پارامترهای مختلف سیستم برای ارتعاشات سیستم در نزدیکی فرکانس طبیعی اول آن بدست آمده است. مشاهده شد که تغییرات ولتاژ استاتیکی، نیروی محوری و فاصله نانوتیوب تک لایه تا الکترود مقابل، می تواند بر روی رفتار ارتعاشی آن تأثیر چشمگیری گذاشته و آن را از سخت شوندگی به نرم شوندگی و بالعکس تغییر دهد. در ادامه، ارتعاشات آزاد یک نانوتیوب دولایه دو سر گیردار، با در نظرگرفتن نیروی واندروالس غیرخطی بین دو لایه نانوتیوب و تحت نیروی محوری بررسی شده و مقادیر فرکانس های طبیعی و نسبت دامنه های خطی وغیر خطی آن بدست آمده است. هر کدام از لایه های نانوتیوب دولایه دو سرگیردار، با استفاده از تئوری تیر اویلر- برنولی و با فرض کشش لایه میانی مدل شده است. معادلات بدست آمده با استفاده از تئوری اغتشاشات و روش گلرکین حل شده و با یکدیگر مقایسه شده اند که تطابق خوبی بین آنها مشاهده شد. در ادامه، ارتعاشات اجباری نانوتیوب دولایه فوق تحت ولتاژ ترکیبی ac و dc بررسی شده است. در این حالت نیز از روش گلرکین برای بدست آوردن حل استاتیکی و از تئوری اغتشاشات برای حل دینامیکی استفاده شده و معادله پاسخ فرکانسی سیستم برای حالت تحریک با فرکانس نزدیک به فرکانس طبیعی سیستم و همچنین دوبرابر فرکانس طبیعی آن، برحسب برخی از پارامترهای سیستم استخراج شده است. نقاط پایداری و ناپایداری و همچنین نقاط دوشاخگی، بررسی و در پاسخ سیستم، نمایش داده شد. پس از آن، مطالعات مشابهی بر روی ارتعاشات اجباری با تحریک پایه نیز برای نانوتیوب دولایه انجام شده است. در ادامه، با استفاده از یک مدل پیوسته برای نانوتیوب دولایه تحت نیروی الکترواستاتیک، مقدار ضریب کیفیت ترموالاستیک برای نانوتیوب دولایه بدست می آید. در انتها، ضریب کیفیت نانوتیوب مرتعش درون سیال، با استفاده از تئوریهای موجود، محاسبه و بررسی شده است. همچنین رفتار آشوبناک و ورود یا عدم ورود سیستم به این رفتار نیز مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج بدست آمده نشان می دهد که نانوتیوب دولایه، دارای مقادیر فرکانس های رزونانس بالاتری نسبت به نانوتیوب تک لایه می باشد. این رزونانس ها، مودهای ارتعاشی متناظری نیز بهمراه دارند. همچنین مشاهده شد که در حالت تحریک رزونانس اولیه و یا ثانویه، یکی از فرکانسهای طبیعی هم محور یا مخالف در ارتعاشات آزاد غیرخطی سیستم، ظاهر می شوند. افزایش ولتاژ dc نیز، باعث تغییر رفتار ارتعاشی نانوتیوب از نرم شوندگی به سخت شوندگی می گردد. از دیگر نتایج بدست آمده می توان به این مسأله اشاره کرد که میرایی ترموالاستیک نسبت به میرایی های دیگر در رزوناتورهای بر پایه نانوتیوب دولایه، قابل ملاحظه نمی باشد و در این نوع میرایی، مود ارتعاشی غیر هم محور دارای ضریب کیفیت بالاتری نسبت به ارتعاشات مود ارتعاشی هم محور، می باشد. همچنین، مودهای ارتعاشی پایین، دارای ضریب کیفیت ترموالاستیک بالاتری بوده و با افزایش طول نانوتیوب، ضرایب کیفیت، افزایش می یابند. همچنین، افزایش ولتاژ، باعث کاهش ضریب کیفیت ترموالاستیک می گردد. در حالت ارتعاش نانوتیوب در گازها، فاکتور کیفیت در فشارهای پایین کاهش می یابد. اما این کاهش تا فشار مشخصی ادامه می یابد. در ارتعاشات نانوتیوب در مایعات، علاوه بر کاهش فاکتور کیفیت، بعلت قابل توجه بودن جرم اضافه شده، فرکانس طبیعی سیستم نیز کاهش می یابد. همچنین، با افزایش فرکانس نوسانات، مقدار این فاکتور کاهش می یابد. با بررسی توانهای لیاپانوف سیستم، مشاهده شد که تغییرات میرایی سیستم می تواند رفتار سیستم را تغییر دهد بطوریکه سیستم، رفتار آشوبناک از خود نشان دهد. ولی امکان این نوع تغییر رفتار در سیستم با تغییر ولتاژ، وجود ندارد.
similar resources
تحلیل ارتعاشات غیرخطی و پایداری نانولوله کربنی حامل سیال در بستر الاستیک
در پژوهش حاضر، رفتار ارتعاش عرضی غیرخطی نانولوله کربنی حامل سیال در بستر الاستیک با دامنه نوسانات بزرگ، مورد تحلیل قرار گرفته است. بدین منظور سیال گذرنده از نانولوله، غیرویسکوز و تراکمناپذیر در نظر گرفته شده است. معادله ارتعاشی حاکم بر اساس تئوری الاستیک ریلی استخراج شده و با در نظر گرفتن تغییر متغیر مناسب، معادله به صورت قابل حل با روش اغتشاشات تبدیل و حل شده است. بر خلاف پژوهشهای پیشین، راب...
full textتحلیل ارتعاشات غیرخطی و پایداری دینامیکی یک میکروصفحه مستطیلی ویسکوالاستیک کامپوزیتی نانوتیوب کربنی تحت میدان الکتروستاتیک
در این تحقیق یک میکروصفحه ویسکوالاستیک نانوکامپوزیتی با تکیه گاه ساده در چهارطرف که با لایه پیزوالکتریک بصورت موضعی پوشش داده شده است، تحت ولتاژ الکتروستاتیک و پیزوالکتریک بصورت توامان مورد بررسی قرار گرفته است. سپس تحلیل های استاتیکی، فرکانس طبیعی و دینامیکی بر روی آن انجام شده و پایداری حل های تعادلی و حل های هارمونیک سیستم با استفاده از تئوری خطی سازی و روش منیفولد مرکزی بررسی شده است. در تح...
15 صفحه اولتحلیل ارتعاشات غیرخطی ترمو ویسکوالاستیک و پایداری دینامیکی میکروتیر کامپوزیتی نانوتیوب کربنی
این رساله به تحلیل تغییر شکل، ارتعاشات و پایداری میکروتیر پلیمری تقویت شده با نانولوله های کربنی تک جداره، swcnt، تحت تحریکات همزمان پیزوالکتریک و الکتریکی می پردازد. میکروتیر به صورت یک تیر اولر برنولی با شرایط مرزی دو سر درگیر فرض شده که در سمت مقابل آن صفحه الکترود قرار می گیرد و بر روی آن لایه پیزوالکتریک به صورت متقارن لایه نشانی می شود. تحریک الکتریکی از طریق اعمال ولتاژ بین میکروتیر و ال...
15 صفحه اولبررسی ارتعاشات آزاد و پایداری نانوتیوب دوار حامل جریان
در تحقیق حاضر محور دوار با استفاده از مدل تیر اویلر-برنولی شبیهسازی میشود. نیروهای وارد بر تیر تحت اثر ارتعاشات آن از سمت جریان داخلی، با استفاده از تئوری بدنههای باریک (Slender body theorem) شبیهسازی میشود. برای انتقال معادلات از فضای محلی به غیر محلی از تئوری ارینگن استفاده شده است. سپس با ترکیب معادلات حاکم بر محور دوار با نیروهای داخلی وارد شده از طرف جریان، معادلات خطیسازی شدهی همگی...
full textتحلیل ارتعاشات غیرخطی و پایداری دینامیکی میکروورق ویسکوالاستیک نانوکامپوزیتی تحت میدان الکتروستاتیک
در این مقاله، ارتعاشات غیرخطی و پایداری دینامیکی یک میکروورق ویسکوالاستیک کامپوزیتی تقویت شده با نانو تیوب کربن مورد بررسی قرار گرفته است. میکرو ورق مورد بررسی، یک میکرو ورق مربعی تحت میدان الکتروستاتیک بوده و شرایط مرزی آن در چهار لبه، تکیه گاه ساده، غیرقابل حرکت، درنظر گرفته شده است. به منظور استخراج خواص مکانیکی مواد، از روش اشلبی- موری- تاناکا استفاده شده است. معادلات حرکت غیرخطی میکرو ورق ...
full textبررسی پایداری و رفتارهای دینامیکی غیرخطی لولهی حامل سیال در حالت سهبعدی
به مدلسازی و بررسی فلاتر (اهتزاز) و رفتارهای غیرخطی در لولهی حامل سیال در حالت سهبعدی پرداخته خواهد شد. معادلات حاکم بر سیستم، با فرض یک میدان جابهجایی مناسب بهصورت غیرخطی و با استفاده از اصل لاگرانژ استخراج شده است. این امر نیاز به مدلسازی پیچیده را، با توجه به مطالب ذکر شده در مطالعات پیشین، از بین میبرد. با توجه به حرکت سهبعدی لوله، جابهجاییها بهصورت دو خمش و یک حرکت درونصفحهیی ...
full textMy Resources
document type: thesis
وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه تربیت مدرس - دانشکده فنی مهندسی
Hosted on Doprax cloud platform doprax.com
copyright © 2015-2023