کمانش غیرموضعی نانوورق‌‌های اورتوتروپ با ترک مرکزی

نویسندگان

1 گروه مهندسی عمران، واحد نجف آباد، دانشگاه آزاد اسلامی، نجف آباد، ایران.

2 گروه مهندسی عمران، واحد نجف آباد، دانشگاه آزاد اسلامی، نجف آباد، ایران

doi
10.22060/ceej.2025.23146.8118
چکیده

در این تحقیق، به بررسی جامع کمانش غیرموضعی نانوورق‌های اورتوتروپ با ترک مرکزی تحت بارهای تک و دو­محوری پرداخته شده است. با توجه به پیشرفت‌های روزافزون در فناوری نانو و کاربردهای گسترده نانوورق‌ها در صنایع مختلف مانند الکترونیک، پزشکی و سازه‌های مهندسی، تحلیل دقیق رفتار مکانیکی این نانوساختارها امری ضروری است. آسیب‌هایی نظیر ترک که در فرآیند تولید نانوورق‌ها به وجود می‌آید، می‌تواند تأثیرات منفی قابل توجهی بر عملکرد این مواد داشته باشد. در این راستا، نظریه‌های غیرکلاسیک غیر­موضعی به عنوان رویکردی نوین برای تجزیه و تحلیل رفتار نانوورق‌ها به کار گرفته شده است. این تحقیق شامل توسعه معادلات حاکم بر اساس نظریه تغییرشکل برشی مرتبه اول و استفاده از روش المان محدود برای تحلیل نانوورق‌های ترک‌دار است. متغیرهای کلیدی مورد مطالعه در این تحقیق عبارتند از: نسبت طول ترک به عرض ورق، عامل مقیاس کوچک که به تأثیرات نانوساختارها بر رفتار کمانشی اشاره دارد، ضخامت نانوورق و شرایط تکیه‌گاهی مختلف. نتایج به‌دست‌آمده نشان می‌دهد که اثر مقیاس کوچک به طور قابل توجهی ظرفیت کمانشی بحرانی نانوورق‌ها را کاهش می‌دهد. به‌ویژه، برای نانوورق‌های با نسبت ابعادی 0/6، اثر غیرموضعی می‌تواند تا 1/18برابر حالت بدون ترک افزایش یابد. علاوه بر این، با افزایش ابعاد جانبی نانوورق‌ها، تأثیر عامل غیرموضعی به تدریج کاهش می‌یابد. این پژوهش با ارائه نتایج تحلیل‌های جامع، پایه‌ای مستحکم برای طراحی و بهینه‌سازی نانوورق‌های اورتوتروپ تحت بارگذاری‌های مختلف فراهم می‌آورد و به روشن شدن رفتار کمانشی این نانوساختارها کمک می‌کند. به‌علاوه، این نتایج می‌توانند به توسعه روش‌های جدید تولید و کاربردهای بهینه نانوورق‌ها در صنایع منجر شوند.