مطالعه عددی رفتار مکانیکی نانولوله‌های کربنی در تغییر شکل‌های بزرگ کششی و فشاری بر اساس مدل کاهش‌یافته سازه‌ای

نویسندگان

1 استادیار،گروه مهندسی مکانیک، دانشکده فناوری‌های نوین، دانشگاه صنعتی قوچان، قوچان، ایران

doi
10.47176/MAJ.2025.1521
چکیده

رفتار مکانیکی نانومواد، با توجه به ابعاد بسیار کوچک آنها، به سادگی در آزمایش‌ها قابل ارزیابی نیست. از این رو، یافتن مدل‌های مناسب و در عین حال ساده برای تعیین خواص مکانیکی نانولوله‌‌های کربنی همواره مورد توجه پژوهشگران بوده است. در این مقاله، با هدف بررسی رفتار مکانیکی نانولوله‌های کربنی، یک ساختار فضایی متشکل از یک سلول واحد به کار گرفته شده است. سلول واحد مکانیکی به‌صورت یک خرپای دوبعدی برای ساختار دیواره‌ نانولوله‌ کربنی منظور شده است. ابتدا پیوندهای کربنی در نانولوله به یک المان سازه‌ای تبدیل و خواص آن محاسبه شده است. سپس با شبیه‌سازی عددی سازه در نرم‌افزار المان محدود، منحنی‌های 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 به‌دست‌آوردن منحنی تنش-کرنش نانولوله کربنی و سایر نانوساختارها است. بررسی نتایج مربوط به خواص مکانیکی نانولوله‌ها در این مقاله، نشان می‌دهد تطابق مناسبی با نتایج دیگر مطالعات تجربی و تئوری در این حوزه وجود دارد.