بررسی رفتار و خواص مکانیکی نانوسیم فلزی با استفاده از مدلسازی دینامیک مولکولی و تئوری الاستیسیته سطح

در این رساله رفتار و خواص مکانیکی نانوسیم های فلزی با استفاده از مدلسازی دینامیک ملکولی و تئوری الاستیسیته سطح مورد تحلیل و بررسی قرار گرفته است. در فصل سوم نتایج حاصل از مدلسازی دینامیک ملکولی برای نانوسیم مس با سطح مقطع مربعی و مستطیلی در حالت بارگذاری تک محوری الاستیک و غیرالاستیک ارائه می شود. تمامی مدلسازی ها دینامیک ملکولی با استفاده از نرم افزار لامپس (lammps) انجام پذیرفته است. نمودارهای تنش و کرنش در نواحی الاستیک و پلاستیک تحت بارگذاریهای کششی و فشاری بدست آمده و با استفاده از این نمودارها، مدول یانگ و تنش تسلیم نانوسیم مسی تعیین شده است. همچنین تصاویر اتمی تغییر شکل نانوسیم در گام های زمانی مختلف ارائه شده و مکانیزم تغییر شکل حاکم بر نانوسیم تعیین می گردد. تاثیر نرخ کرنش و دما بر روی خواص مکانیکی نانوسیم تحلیل شده و در مرحله بعد، وابستگی ابعادی خواص مکانیکی نانوسیم بررسی می گردد. سپس نمودار تنش-کرنش در بارگذاری، باربرداری و بارگذاری معکوس ارائه شده و اثر بوشینگر با پیش کرنش های متفاوت مورد بررسی قرار می گیرد. در فصل چهارم، تئوری الاستیسیته سطح بمنظور تحلیل استاتیکی نانوسیم های فلزی معرفی می شود. روابط بنیادین این تئوری با گنجاندن انرژی ناشی از سطح در انرژی کلاسیک محیط پیوسته حاصل شده است. در فصل پنجم نتایج حاصل از تحلیل خمشی نانوسیم نقره با استفاده از تئوری الاستیسیته سطح ارائه شده است. با استفاده از این تئوری، نانوسیم بصورت تیر مدل شده و حوزه حل به پوسته (سطح) و هسته (حجم میانی) تقسیم می گردد. تحلیل خمشی نانوسیم برای سه شرط مرزی مفصلی-مفصلی، گیردار-گیردار و آزاد-گیردار و دو راستای کریستالوگرافی ]001[ و ]111[ انجام می شود. تاثیر سطح، تغییر شکل برشی و بستر الاستیک بر روی تغییر مکان عرضی و سفتی نانوسیم قرار گرفته بر روی بستر الاستیک پلیمری با فرض تئوری های اویلر-برنولی و تیموشنکو تعیین می گردد.