مدل سازی تحلیلی صفحات کامپوزیتی تقویت شده با نانو تیوب های کربنی تحت بار ضربه ای سرعت پایین

امروزه کامپوزیت ها به دلیل دارا بودن وزن سبک نسبت به سایر مواد، در زمینه های مختلف مورداستفاده قرارگرفته اند اما با توجه به پایین تر بودن میزان استحکامشان در مقایسه با فلزات، تقویت آن ها ضروری به نظر می رسد. کربن نانو تیوب های کربنی نمونه ای از نانو ذرات جدید می باشند که به عنوان تقویت کننده در کامپوزیت های پلیمری مورداستفاده واقع شده اند. تحلیل بار ضربه ای روی کامپوزیت های پلیمری تقویت شده با کربن نانو تیوب ها ازجمله موضوعاتی است که کارهای تحلیلی اندکی در مورد آن تاکنون انجام شده است. در این پایان نامه بر اساس تئوری مرتبه اول تغییر شکل برشی و مدل جرم و فنر، مدل تحلیلی جدیدی برای شبیه سازی بار ضربه ای سرعت پایین روی کامپوزیت های تقویت شده با نانو تیوب های کربنی ارائه شده است. نانو تیوب ها به صورت تصادفی یا هم امتداد در ورق کامپوزیتی مستطیل شکلی که تحت تکیه گاه ساده قرار دارد توزیع شده اند و توزیع ذرات نسبت به محور میانی ورق متقارن است. معادلات حرکت ورق با کمک سری های فوریه و روش های عددی حل شده اند و با توجه به اینکه تاکنون شبیه سازی تحلیلی، عددی یا تجربی برای ضربه روی صفحات ساخته شده از نانو تیوب های کربنی، ارائه نشده است جهت صحه گذاری مدل تحلیلی، نتایج مدل ارائه شده با نتایج مقالات دیگری در خصوص ضربه روی کامپوزیت هایی با الیاف پلیمری (بدون نانو ذرات) مقایسه شده اند. در این مدل تحلیلی، نیروی تماسی، خیز ورق، زمان تماس ضربه زننده و ورق، انرژی جذب شده ی حاصل از ضربه توسط ورق، میدان تنش و کرنش محاسبه شده و طبق نتایج حاصل از مدل تحلیلی ارائه شده، اثرات پارامترهای موثر در ضربه، شامل انرژی ضربه زننده، ابعاد ورق، شعاع ضربه زننده بر پارامترهای خروجی مانند نیروی تماسی و خیز ورق بررسی شده است.