بررسی کمانش پوستههای مخروطی نانو کامپوزیتی

پوسته های کامپوزیتی مخروطی بخش گستردهای از ساختار پوسته موشک ها، زیردریایی ها و مخازن را به خود اختصاص داده اند. یک پوسته مخروطی معمولی ممکن است در معرض فشار زیاد دچار پدیده کمانش شود. پدیده کمانش در پوسته هاهمواره به عنوان یکی از مهمترین معیارهای طراحی به شمار می آید چرا که نرخ تغییر شکل پوسته در بارهای بالاتر از بار کمانش با شدت بالاتری صورت می پذیرد. این در حالی است که استفاده از نانوالیاف با ساختارهای مشخص و توزیع مناسب می تواند مقاومت کمانش پوسته را افزایش دهد. توسعه علوم در زمینه تکنولوژی مربوط به ساخت مواد مختلف، دانشمندان ر ابر آن داشت تا با به کارگیری مواد پیشرفته در این سازهها عملکرد آنها (سبکی و استحکام) را بهبود ببخشند. محققان برای تولید کامپوزیتهای تقویت شده با نانو لولههای کربنی از ایده به کار رفته در مواد هدفمند استفاده کردند . آنها با توزیعهدفمند نانو لولهها در کامپوزیتها، ماده جدیدی با عنوان کامپوزیتهای هدفمند تقویت شده با نانو لوله کربنی ارائه نمودند . در زمینه بررسی رفتار مکانیکی تیرها، ورقها، پنلها و پوستههای استوانه ای ساخته شده از نانو کامپوزیت های هدفمند مطالعات زیادی انجام گرفته است. اما در زمینه تحلیل رفتار مکانیکی پوستههای مخروطی ساخته شده از نانو کامپوزیت هایهدفمند مطالعات بسیار اندکی انجام گرفته است. در پژوهش حاضر کمانش پوسته مخروطی نانو کامپوزیتی مورد تحلیل و بررسی قرار گرفته است. برای پیشبینی خواص مکانیکی موثر نانو کامپوزیتها از مدلهای میکرومکانیکی متفاوتی استفاده میشود که از آن جمله میتوان به مدل موری-تاناکا و قانون ترکیب اشاره کرد. با استفاده از مدلهای اشاره شده و استخراج روابط حاکم با استفاده از تئوری تغییر شکل برشی مسئله مورد نظر تحلیل شده و نتایج مورد نظر حاصل می شود . نتایج حاصل از تحلیل کمانش پوسته مخروطی نشان میدهد که با زیاد شدن نسبت شعاع به ضخامت، تاثیر نوع توزیع نانو لوله - های کربنی بر روی اختلاف دمای بحرانی کمانش کمتر میشود. همچنین افزایش نسبت طول به شعاع و نسبت شعاع به ضخامت باعث کاهش اختلاف دمای بحرانی کمانش میشود. در ضمن تاثیر شرایط مرزی بر روی رفتار کمانشی، بسیار مهم و حائز اهمیت است.

کلیدواژه ها:

کمانش ، پوسته مخروطی ، نانو کامپوزیت ، نانو لولههای کربنی