نام پژوهشگر: سیما ضیائی
محسن رضائی سیما ضیائی
در پژوهش انجام شده، ارتعاشات غیرخطی نانوورق های کامپوزیت ساندویچی مستطیلی تحت نیروهای جانبی بررسی شده است. کامپوزیت ساندویچی مورد نظر از نوع کامپوزیت هدفمند چندلایه در نظر گرفته شده است. نخست بر اهمیت و هدف انجام پروژه تاکید شده است. سپس در مورد مطالعات انجام شده در این زمینه بحث شده است. در حل پروژه حاضر تئوری های مختلفی مورد استفاده قرار گرفته اند. از جمله برای مدلسازی ورق از تئوری ورق کلاسیک، برای مدل سازی مقیاس نانو از تئوری الاستیسیته غیرمحلی ارینگن، برای مدل سازی خواص مواد هدفمند از قانون توانی مواد هدفمند و برای به دست آوردن معادلات دینامیکی حاکم بر ورق از اصل همیلتون استفاده شده است. همچنین برای حل معادله دیفرانسیل حاکم از روش حل گالرکین استفاده شده است. به طور کلی تحلیل ها به سه بخش کمانش، ارتعاشات خطی و ارتعاشات غیرخطی تقسیم بندی شده اند. سپس هر کدام با به دست آوردن معادلات حاکم بر آنها انجام شده و به صورت جداگانه اعتبارسنجی شده اند. در زمینه ارتعاشات غیرخطی علاوه بر تئوری های فوق، از روش حل عددی معادله ارتعاشی وابسته به زمان استفاده شده و پدیده تشدید داخلی نیز مورد مطالعه قرار گرفته است. پس از اعتبارسنجی نتایج، تأثیر پارامترهای مختلف بر روی کمانش، ارتعاشات خطی و ارتعاشات غیرخطی ورق توسط جدول ها و نمودارها نشان داده شده است. در نهایت نتایج به دست آمده با نتایج دیگر محققان مقایسه شده اند. از مقایسه نتایج نشان داده شد که علاوه بر یافته های جدید که برای اولین بار ارائه شده¬اند، دیگر یافته های حاضر نیز با یافته های محققان دیگر هم خوانی کامل دارند. در انتهای پروژه نیز پیشنهادهای تحقیقاتی برای دیگر محققان ارائه شده است.
پیمان زیدعلی بیرانوند سیما ضیائی
امروزه تحلیل رفتار مکانیکی نانوسازه ها به عنوان اجزای اساسی سیستم های نانو و میکرو الکترونیک از اهمیَت خاصی در بین محققین رشته مهندسی مکانیک برخوردار می باشد. جهت نائل شدن به نتایج دقیق تر در تحلیل مکانیکی سازه ها با ابعاد کوچک (در مقیاس میکرو یا نانو)، لازم است از تئوری های مکانیک محیط پیوسته غیرکلاسیک، به جای تئوری مکانیک محیط پیوسته کلاسیک استفاده نمود، که توانایی لحاظ کردن تأثیرات وجود ناپیوستگی های قابل توجه (در مقایسه با ابعاد سازه ها)، در بین ذرات تشکیل دهنده آن سازه ها را داشته باشند. تئوری ارینگن از جمله تئوری های ساده مکانیک محیط پیوسته غیرکلاسیک می باشد که بر اساس این تئوری، تنش و کرنش یک رابطه غیر خطی با هم دارند. مواد هدفمند ، مواد غیر همگنی هستند که از ترکیب دو یا چند ماده با درصد حجمی معینی ساخته می شوند، به طوری که خواص ماده به صورت تابع پیوسته ای از موقعیت (در امتداد ضخامت) تغییر می نماید. در دهه های اخیر استفاده از مواد هدفمند در ساختن اجزای سازه های بزرگ که نیاز به عملکرد بهینه همزمان مکانیکی و حرارتی دارند، به طور قابل ملاحظه ای افزایش یافته است. امروزه با گسترش استفاده از سازه های در مقیاس کوچک و نیاز به بهینه کردن عملکرد آن ها، محققین به سمت استفاده از این نوع مواد در سازه های با ابعاد نانو ترغیب شده اند. در مطالعه حاضر رفتار بعد از کمانش نانو تیر ساخته شده از مواد هدفمند تحت بسترالاستیک و در محیط حرارتی مورد بررسی قرار گرفته است. معادلات حرکت به روش نیوتن استخراج شده و با استفاده از تئوری غیر محلی ارینگن بازنویسی شده اند و به روش عددی دیفرانسیل کوادریچر (dq) و روش گالرکین حل شده اند. مواد هدفمند در نسبت های سرامیک به فلز متفاوت بررسی شده اند. خواص ماده هدفمند وابسته به دما فرض شده و کمانش و رفتار بعد از کمانش را با فرض افزایش دما به صورت یکنواخت (utr) بررسی شده است، علاوه بر آن، رفتار کمانشی در حالت انتقال حرارت تک بعدی در راستای ضخامت نیز بررسی شده است، همچنین شرایط الاستسیته خطی در استخراج معادلات در نظر گرفته شده است. همچنین ماده تنها در راستای ضخامت ناهمگن و غیرهمسانگرد در نظر گرفته شده است. در نهایت با تحلیل نانوتیر در دماهای مختلف و توزیع های مختلف درصد حجمی سرامیک و فلز به بررسی اثرات پارامتر غیر محلی و سختی بستر الاستیک و شاخص توانی قانون توزیع توانی و نسبت طول به ضخامت بر روی کمانش و رفتار بعد از کمانش پرداخته شده است. نتایج نشان می دهند که که با افزایش پارامتر غیرمحلی نیروی بحرانی کمانش و دمای بحرانی کمانش کاهش می یابند. همچنین با افزایش سختی بسترالاستیک دمای بحرانی و بار بحرانی کمانش افزایش می یابند. واژگان کلیدی: نانوتیر، کمانش، رفتار بعد از کمانش، مواد هدفمند، تیر اویلربرنولی، ، گالرکین، روش dq