مطالعه عددی رفتار مکانیکی نانولوله های کربنی در تغییر شکل های بزرگ کششی و فشاری بر اساس مدل کاهش یافته سازه ای

رفتار مکانیکی نانومواد، با توجه به ابعاد بسیار کوچک آنها، به سادگی در آزمایش ها قابل ارزیابی نیست. از این رو، یافتن مدل های مناسب و در عین حال ساده برای تعیین خواص مکانیکی نانولوله های کربنی همواره مورد توجه پژوهشگران بوده است. در این مقاله، با هدف بررسی رفتار مکانیکی نانولوله های کربنی، یک ساختار فضایی متشکل از یک سلول واحد به کار گرفته شده است. سلول واحد مکانیکی به صورت یک خرپای دوبعدی برای ساختار دیواره نانولوله کربنی منظور شده است. ابتدا پیوندهای کربنی در نانولوله به یک المان سازه ای تبدیل و خواص آن محاسبه شده است. سپس با شبیه سازی عددی سازه در نرم افزار المان محدود، منحنی های تنش-کرنش در کشش و فشار استخراج شده و خواص مکانیکی نانولوله مورد بررسی قرار گرفته است. روش ارائه شده در این مقاله یک روش ساده و نوین برای به دست آوردن منحنی تنش-کرنش نانولوله کربنی و سایر نانوساختارها است. بررسی نتایج مربوط به خواص مکانیکی نانولوله ها در این مقاله، نشان می دهد تطابق مناسبی با نتایج دیگر مطالعات تجربی و تئوری در این حوزه وجود دارد.

کلیدواژه ها:

نانولوله کربنی ، منحنی تنش-کرنش ، خواص مکانیکی ، شبیه سازی عددی