کشف نانو لوله های کربنی در سال 1991 میلادی، دریچه ای جدید را به سوی موادی با خواص منحصر- بفرد گشوده است. نانو لوله های کربنی به خاطر ویژگی هایی چون استحکام و انعطاف پذیری بالا، مقاومت کششی بالا، رسانای الکتریکی و گرمایی مناسب در جهت طولی و عایق در جهت شعاعی و بسیاری خواص دیگر، به عنوان موادی پرکاربرد شناخته شده اند. بنابراین بررسی رفتار آن ها در حوزه های مختلف امری ضروری می باشد که یکی از این حوزه ها بررسی محدوده پایداری نانو لوله ها در مقابل بارهای وارده و پدیده کمانش می باشد. در پژوهش حاضر با استفاده از روش المان محدود (نرم افزار المان محدود ansys)، به مدل سازی نانولوله های کربنی تک جداره و دو جداره پرداخته شده است. مدل به کار رفته یک مدل ساختاری به شکل یک پوسته متخلخل می باشد. نانو لوله های تک جداره از نوع زیگزاگ (0و12) و (0و21) انتخاب شده و در وضعیت های سالم و دارای عیوب مختلف مدل شده اند. سپس در معرض بارگذاری های خالص و ترکیبی (محوری، پیچشی و حرارتی) واقع شده اند. در این تحلیل، از یک سو، اثر نسبت دید، طول و قطر نانو لوله و از سوی دیگر اثر نوع، تعداد و مکان عیوب روی مقدار بارهای بحرانی کمانش بررسی شده است. با به دست آوردن بارهای بحرانی کمانش در هر قسمت، بحرانی ترین نانو لوله ها در حالت تک جداره مشخص شده و به دنبال آن، نانو لوله دو جداره تشکیل شده از این نانو لوله های تک جداره، مدل سازی شده است. این نانو لوله دو جداره نیز در وضعیت های سالم و معیوب، تحت بارگذاری های خالص و ترکیبی (محوری، پیچشی و حرارتی) تحلیل شده است. نتایج به دست آمده نشان می دهند که در حالت کلی نانو لوله های دو جداره، استحکام بیشتری را نسبت به تک جداره از خود نشان می دهند، همچنین با افزایش نسبت دید، قطر و طول نانو لوله ها، بارهای بحرانی کاهش می یابند و افزایش تعداد عیوب باعث کاهش استحکام نانو لوله ها می گردد. در انتها با استفاده از نتایج مطالعات علمی پیشین و نتایج به دست آمده از پژوهش حاضر، پیشنهادهایی جهت تحقیق های آینده داده شده است.

چکیده ندارد.

طراحی ، درگیری و تماس قطعات مکانیکی به منظور انتقال توان و نیرو از جمله مشکلترین مسائل فراروی مهندسین مکانیک می باشد.زیرا تنشهای تماسی یعنی تنشهایی که در روی سطح تماس یا در زیر پوسته سطح تماس ایجاد می شوند.قابلیت تحمل بار را در اجسام تماسی به طور قابل ملاحظه ای کاهش داده و دلیل عمده معیوب شدن یک یا هردو جسم در تماس می باشند. در مسائل تماسی وجود تمرکز تنش بالا در سطح تماس عملکرد، قابلیت اعتماد و زمان مفید کرکرد اجسام درگیر را شدیدا تحت تاثیر می گذارد، بدین سبب امروزه به حل مسائل معکوس توجه مخصوص شده است.در این دسته از مسائل برای رسیدن به یک پراکندگی مناسب تنش بر روی منطقه تماس پیکربندی سیستم بهینه می شود.در این پایان نامه بعد از مقایسه بین روشهای عددی موجود از روش ‏‎augmented lagrangain‎‏ برای حل مسائل تماسی اصطکاکی الاستیک استفاده شده و الگوریتمی ساده برای بهینه سازی سطوح دیگر به منظور رسیدن به یک پراکندگی دلخواه تنش بر روی سطح تماس پیشنهاد شده است.برای بررسی دقت و قابلیت برنامه نوشته شده بر اساس دو الگوریتم بالا چندین مثال ساده حل شده نتایج با نرم افزار تجاری ‏‎cosmos/m‎‏ مقایسه شده اند که این مقایسه توافق خوبی را نشان می دهد.