بررسی رشد ترک در صفحه ی گرافن

در این کار ابتدا یک مدل مکانیک محیط پیوسته برای بررسی خواص مکانیکی صفحات گرافن ارائه می شود. پایه ی مفهوم پیشنهادی این تصور است که صفحه ی گرافن یک سازه ی قاب-فضایی است، به این صورت که در نرم افزار انسیس مکان اتم های کربن در صفحه ی گرافن به عنوان گره و پیوند کوالانسی بین اتم های کربن با المان های beam23 تعریف شده است. خواص المان ها با برقراری یک ارتباط بین مدل مکانیک محیط پیوسته و ساختار اتمی مسئله پیدا می شود. ایجاد مدل در محیط نرم افزار انسیس با استفاده از قابلیت برنامه نویسی apdl نرم افزار انجام شده است. در قسمت های اولیه، تأثیر زاویه کایرال روی مدول کششی صفحه ی گرافن بررسی شده است. در تمامی مراحل کار از فرض تغییر شکل های بزرگ در نرم افزار استفاده گردیده است. محاسبات تغییر شکل الاستیک صفحات گرافن معلوم می کند که مدول کششی این صفحات مستقل از اندازه ی صفحه و تا حدودی وابسته به نوع صفحه و اندازه ی زاویه ی کایرالشان می باشد. مدول برشی صفحات گرافن وابسته به ابعادشان یافت شد. در ادامه تأثیر نقایص stone-wales (sw) و جای خالی بر خواص الاستیک گرافن بررسی شده است. نتایج اثرگذاری این نقایص بر تنش و کرنش شکست صفحات را نشان می دهد. در انتها، یک مدل شکست پیشرونده برای مدل سازی رشد ترک در صفحه ی گرافن ارائه شده است. ایجاد و شروع ترک در صفحه به دلیل وجود نقایص اتفاق می افتد. وجود نقایصی از قبیل نقص sw و نقص جای خالی در صفحات گرافن به اثبات رسیده است. بنابراین، این نقایص به عنوان نقایص اولیه در صفحه ی گرافن مدل شده، تا در حین بارگذاری ترک ایجاد گردد. مسیر پارگی و ترتیب شکست المان های صفحات گرافن مختلف در شکل هایی نشان داده شده است. نتایج توافق خوبی با کارهای پیشین نشان می دهند.