بررسی ساختار مکانیکی نانولوله های کربنی

در این پایان نامه ساختار مکانیکی نانولوله های کربنی تک دیواره و بطو خاص دو نوع دسته صندلی وزیگزاگ را از دو روش انرژی معادل و نگاشت تغییر شکل نانولوله ها بررسی می کنیم.که در ان خواص مکانیکی را از دو دیدگاه مختلف مورد بررسی قرار داده ام ودر پایان نتایج را با یکدیگر و همچنین با نتایج قبلی بدست امده مقایسه می کنیم.در روش اول با استفاده از مدل انرژی معادل انرژی پتانسیل کل مجموعه و همچنین انرژی کرنشی نانو لوله کربنی تک دیواره بکار گرفته می شود سپس با استفاده از مکانیک جامدات خصوصیات صفحه ای الاستیک برای نانو لوله های کربنی تک دیواره برای هر دو حالت دسته صندلی و زیگزاگ در جهت های محوری و محیطی بدست آمده است.در روش دوم با استفاده از نگاشت تغییر شکل نانولوله های تک جداره از صفحه گرافیتی به نانولوله در اثر خمش این خصوصیات را بدست می اوریم. اثرات قطر و ضخامت دیواره بر روی رفتار مکانیکی هر دو نوع نانو لوله های کربنی تک دیواره و صفحه گرافیتی تک لایه مورد بررسی قرار گرفته است. مشاهده می شود که مدول الاستیک برای هر دو نوع نانو لوله های کربنی تک دیواره با افزایش قطر لوله بطور یکنواخت افزایش و با افزایش ضخامت نانولوله، کاهش می یابد. اما نسبت پواسون با افزایش قطر ،کاهش می یابد. نتایج به دست آمده نشان می دهند که هر چه قطر نانو لوله افزایش یابد، خواص مکانیکی نانولوله های کربنی به سمت خواص ورقه گرافیتی میل می کند.با استفاده از مدل دوم استحکام خمشی نانولوله ها را بررسی می کنیم که می بینیم استحکام خمشی با توان سوم شعاع متناسب است همچنین اثر شعاع و ضخامت را درمدول استحکام خمشی و مدول کشش محوری نانولوله ها بررسی می کنیم که خواهیم دید هرچه ضخامت بزرگتر شود مدول کشش محوری بزرگتر و هرچه شعاع بزرگتر گردد مدول استحکام خمشی بزرگتر خواهد شد. در پایان می بینیم نتایج این تحقیق تطابق خوبی را با نتایج گزارش شده قبلی نشان می دهد.