تحلیل خمشی نانولوله ها تحت بارگذاری های مختلف به کمک تئوری ارینگن

نانولوله ها در واقع لوله هایی هستند که در مقیاس نانو و به کمک نانوذرات تولید می گردند. نانولوله ها از خانواده فولرن ها هستند. از ویژگی های منحصر به فرد نانولوله ها می توان به استحکام کششی صد برابری فولاد، رسانایی حرارتی بالا نسبت به سایر ترکیبات، رسانایی الکتریکی بسیار بالا، توانایی حمل جریانی بالاتر از مس، ممان مغناطیسی بسیار بزرگ و قابلیت گسیل و جذب نور اشاره کرد. نانولوله ها کاربردهای فراوانی در صنعت و فناوری های جدید دارند. از این رو در این پژوهش در ادامه کارهای انجام شده بر روی نانولوله ها، رفتار خمشی آن ها تحت بارگذاری های مختلف (بار متمرکز در وسط نانولوله، بار گسترده یکنواخت، بار گسترده سینوسی و بار گسترده خطی) مورد بررسی قرار گرفته است. در ابتدا یک مدل مناسب برای این منظور انتخاب شده و از تئوری تیر تیموشنکو برای استخراج معادلات استفاده گردیده است. سپس معادلات حاکم بر نانولوله ها به کمک اصل کار مجازی و با استفاده از تئوری ارینگن استخراج گردید. در ادامه، معادلات به صورت تحلیلی حل گردید. در نهایت تاثیر پارامتر مقیاس طول و بارگذاری های مختلف بر روی ماکزیمم خیز نانولوله با تکیه گاه ساده بررسی شد. نتایج بدست آمده از این پژوهش بیانگر این موضوع است که در تمام حالت های بارگذاری در نظر گرفتن پارامتر غیرمحلی نسبت به حالت کلاسیک باعث افزایش خیز ماکزیمم نانولوله ها می شود که علت آن این است که در نظر گرفتن پارامتر غیرمحلی باعث کاهش سختی نانولوله ها می گردد. همچنین با افزایش مقدار پارامتر غیرمحلی از یک تا مقدار شش، مقدار ماکزیمم خیز بی بعد نانولوله هم افزایش پیدا می کند.

کلیدواژه ها:

نانولوله ، تیر تیموشنکو ، تحلیل خمشی ، خیز ماکزیمم