تحلیل ضربه کم سرعت در نانولوله(نانوتیر) بر اساس تئوری غیر محلی

مجموعه اندازه، ساختار و توپولوژی نانولوله ها باعث ایجاد خصوصیات مکانیکی و سطحی مهم در این ترکیبات می شود. ایده اصلی این رساله, مطالعه آثار ضربه کم سرعت روی نانولوله های کربنی است که برای اولین بار مورد توجه قرار گرفته است. این پژوهش در دو قسمت تحلیلی (مشتمل بر سه روش) و عددی(روش هیبریدی-مکانیک محیط پیوسته) بوده و علاوه بر این، نتایج تحلیلی با نتایج تجربی دیگر محققین در مقیاس ماکرو و نانو مقایسه شده است. تعیین خیز ماکزیمم نانوتیر در اثر ضربه و تاثیر پارامتر غیر محلی بر روی آن از اهداف اصلی این پژوهش است. دستاوردهای حاصل از روابط تحلیلی, برای ضربه کم سرعت بر روی نانوتیرها(اویلر- برنولی و تیموشنکو) و حل آنها, شامل موارد ذیل است: - ارائه فرمولبندی ضربه به روش حل معادله دینامیکی نانوتیر - ارائه فرمولبندی ضربه به روش یک درجه آزادی برای نانوتیر - ارائه فرمولبندی ضربه به روش دو درجه آزادی و اصلاح نقاط ضعف روش یک درجه برای نانوتیر در ادامه مدلسازی عددی نانولوله کربنی، بر اساس روش هیبریدی- مکانیک محیط پیوسته، با ساختار قاب مانند و همچنین بر اساس مدل المان پوسته ای ایجاد شده و شبیه سازی های متعددی, بر اساس نسبت طول به قطر نانولوله, انجام شده است. تحلیل به روش استاتیکی و دینامیکی برای بدست آوردن مدول یانگ دو ساختار آرمچیر و زیگزاگ و همچنین شبیه سازی برخورد پرتابه با نانولوله، در این رساله انجام شده است. بطور کلی با افزایش اثر پارامتر غیر محلی(اثر اندازه در مقیاس نانو، اثر مقیاس کوچک) حداکثر خیز دینامیکی مرکز نانولوله(نانوتیر) در اثر ضربه، برای نانولوله های با تکیه گاه ساده و دو سرگیردار افزایش یافته است. در ادامه روابط تحلیلی این رساله با نتایج شبیه سازی عددی بر پایه روش هیبریدی و تست های تجربی سایر محققین در مقیاس ماکرو و مقیاس نانو، مقایسه شده و انطباق مناسبی مشاهده شده است.