فرمت فایل : WORD (قابل ویرایش)
تعداد صفحات:90
پایان نامه کارشناسی ارشد
مهندسی مکانیک – طراحی کاربردی
فهرست مطالب:
فصل اول (مقدمه)
1-1 مقدمه 2
2-1 تابع پتانسیل مورس اصلاح شده 9
3-1 توابع پتانسیل ترسوف- برنر و ترسوف 11
4-1 توابع پتانسیل نسل دوم مرتبه پیوند تجربی واکنشی و لنارد جونز 6-12 12
فصل دوم (تخمین مدول الاستیک)
1-2 فرمولاسیون مرجع 18
1-1-2 پتانسیل انرژی 20
2-1-2 تابع پتانسیل مورس اصلاح شده 20
3-1-2 تابع پتانسیل ترسوف 21
4-1-2 فرمولاسیون با استفاده از تابع پتانسیل مورس اصلاح شده 22
5-1-2 فرمولاسیون با استفاده از تابع پتانسیل ترسوف 23
2-2 تحلیل ساختاری 24
1-2-2 اثر انحنا 31
2-2-2 ساختار آرمچیر 31
3-2-2 ساختار زیگزاگ 32
3-2 نتایج و مباحث 35
فصل سوم (تخمین رفتار مکانیکی)
1-3 مقدمه 42
2-3 فرمولاسیون مرجع 42
3-3 تحلیل ساختاری 44
1-3-3 ساختار آرمچیر 48
2-3-3 ساختار زیگزاگ 49
3-3-3 اثر انحنا 50
4-3 نتایج و مباحث 53
فصل چهارم (مدل سازی نرم افزاری)
1-4 مدل سازی 59
2-4 مباحث و نتایج 61
فصل پنجم (نتیجه گیری و پیشنهادات)
نتیجه گیری و پیشنهادات 67
لیست مقالات ارائه شده 70
فهرست مراجع 71
فهرست نمودارها و اشکال
فصل اول (مقدمه)
شکل 1-1. بردار کایرال در نمای شماتیک ساختار نانولوله کربن 5
شکل 2-1. الگوهای ساختاری آرمچیر، زیگزاگ و کایرال 6
شکل 3-1. نمایش ترمهای انرژی در صفحه ی گرافیتی 8
فصل دوم (تخمین مدول الاستیک)
شکل 1-2. صفحه ی گرافیتی (گرافین) تک جداره تحت تنش کششی 24
شکل 2-2. راستای طولی نانولوله تک جداره آرمچیر 25
شکل 3-2. تحلیل نیرویی پیوند کربن – کربن در راستای طولی نانولوله کربنی تک جداره آرمچیر 26
شکل 4-2. راستای طولی نانولوله تک جداره زیگزاگ 28
شکل 5-2. تحلیل نیرویی پیوندهای کربن – کربن در راستای طولی نانولوله کربنی تک جداره زیگزاگ 29
شکل 6-2. اثر انحنا در تحلیل نیرویی نانولوله تک جداره آرمچیر 31
شکل 7-2. اثر انحنا در تحلیل نیرویی نانولوله تک جداره زیگزاگ 32
نمودار 1-2. نمودار تغییرات مدول الاستیک نانولوله تک جداره آرمچیر بر حسب تغییرات قطر 35
نمودار 2-2. نمودار تغییرات مدول الاستیک نانولوله تک جداره زیگزاگ بر حسب تغییرات قطر 36
نمودار 3-2. مقایسه تغییرات مدول بر حسب قطر دو ساختار آرمچیر و زیگزاگ 37
نمودار 4-2. نمودار تغییرات مدول الاستیک بر حسب تغییرات ضخامت نانولوله آرمچیر (10و10) 38
نمودار 5-2. نمودار تغییرات مدول الاستیک بر حسب ضخامت نانولوله زیگزاگ (0و17) 38
فصل سوم (تخمین رفتار مکانیکی)
نمودار 1-3. نمودار تنش – کرنش نانولوله تک جداره آرمچیر (10و10) 53
نمودار 2-3. نمودار تنش – کرنش نانولوله تک جداره زیگزاگ (0و17) 54
نمودار 3-3. نمودار تغییرات تنش نانولوله¬های تک جداره آرمچیر با اندیس نانولوله 56
نمودار 4-3. نمودار تغییرات تنش نانولوله¬های تک جداره زیگزاگ با اندیس نانولوله 57
فصل چهارم (مدل سازی نرم افزاری)
نمودار 1-4. نمودار تنش – کرنش نانولوله تک جداره آرمچیر (10و10) با استفاده از مدل سازی با نرم افزار لمپس 62
نمودار 2-4. نمودار تنش – کرنش نانولوله تک جداره زیگزاگ (0و17) با استفاده از مدل سازی با نرم افزار لمپس 62
شکل 1-4. شروع شکسته شدن اولین پیوند و رخ دادن تغییر شکل در ساختار نانولوله کربن تک جداره 63
فهرست جداول
جدول 1-2. مقایسه مدول الاستیک این تحقیق با مدول الاستیک سایر کارهای مشابه با ضخامتهای مختلف برای نانولوله تک جداره زیگزاگ (0و17) 40
جدول 1-4. مقایسه ی مدول الاستیک نانولوله¬های کربن تک جداره با استفاده از روش تلفیقی و مدل سازی نرم افزاری 64
چکیده
در سالهای اخیر اکثر تحقیقات بر روی بارگذاری فشاری و ترکیبی به منظور بررسی کمانش ساختارهای نانولوله¬ها متمرکز شده¬اند و بدین منظور کارهای انجام گرفته بر روی بارگذاری کششی بسیار محدود می¬باشد. از آنجا که نتایج بارگذاریهای فشاری و کششی در نانولوله¬های کربن کاملاً متفاوتند (به دلیل اثر بر هم کنشهای دافعه و جاذبه در این ساختارها که ماهیت و مقدار متفاوتی دارند)، بنابراین همچنان کارهای تحقیقاتی بر روی این ساختارها تحت بار کششی مطلوب محققین بوده و هم اکنون نیز در حال بررسی می¬باشد.
نتایج این تحقیق که در حقیقت از یک تئوری تحلیلی قوی با ترکیب روابط انرژی کرنشی با پتانسیل¬های انرژی مولکولی و نیز استفاده از تقریب¬های خطی و مرتبه بالا و نیز مدل سازی نرم افزاری با استفاده از نرم¬افزار تخصصی لمپس می¬باشد اینگونه نشان می دهد که تغییرات مدول الاستیک با تغییرات قطر و یا اندیس نانولوله¬ها نسبت عکس داشته و با افزایش قطر و کاهش اثر انحنا مدول الاستیک نانولوله¬ها نیز کاهش می یابد. همچنین نمودارهای تنش – کرنش مشابه نمودارهای مواد ترد بوده با این تفاوت که درصد افزایش طول و تنش ماکزیمم بیشتری در آنها مشاهده می¬شود. رفتار مکانیکی نانولوله¬ها در مدل سازی نرم افزاری تا مرز شکسته شدن اولین پیوند در این ساختارها شبیه سازی شده است و اختلاف موجود در مقادیر تنش و کرنش بین مدل سازی نرم افزاری و نمودارهای روش تحلیلی ناشی از تاثیرات عوامل محیطی همچون دما و فشار، ناپایداری¬های درون ساختاری در ناحیه غیر خطی و اثر پارامترهای طول، نرخ کرنش و ... بوده که مطابق با واقعیت و منطقی می¬باشد.
