Skip to main content
SUPERVISOR
Seyed Ailreza Shahidi rizi,Saeed ZeiaeiRad
سید علیرضا شهیدی ریزی (استاد راهنما) سعید ضیائی راد (استاد مشاور)
 
STUDENT
Sayedhossein Shahidi
سیدحسین شهیدی

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی مکانیک
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1388

TITLE

Buckling and Vibration Analysis of Orthotropic Triangular Nano Plates Using Nonlocal Theory and Galerkin Method
The small scale effect on the elastic buckling and vibration of triangular orthotropic single-layered graphene sheets is studied employing nonlocal continuum mechanics. Superior mechanical, chemical and electrical properties of nanostructures cause their wide usage in different nano-devices such as nano-sensors, nano-actuators and nano-composites .Due to their discrete structure, atomistic methods such as molecular dynamic simulations, density functional theory are more proper for the accurate mechanical analysis of nanostructures. As controlled experiments in nano scale are difficult and molecular dynamic simulations are computationally expensive, theoretical modeling of nanostructures would be an important issue as long as the approximate analysis of nanostructures is concerned. AlthoughAlthough classical continuum elasticity is a scale-free theory and cannot foretell the size effects, however, continuum modeling of nanostructures has gained ever-broaden attention.Using local theory for the small size analysis leads to the over predicting results. To predict micro/nano structures correctly, it is necessary to consider the small-scale effects. Some size-dependent continuum theories that take small-scale effects into consideration are couple stress elasticity theory, strain gradient theory, and modified couple stress theory. However, the nonlocal elasticity theory initiated by Eringen is the most common continuum theory used for analyzing the small-scale structures. In order to capture the small scale effects in nonlocal continuum theory it is assumed that the stress at a point depends on the strain at all points in the domain. This is contray to the classical continuum theory in which it is assumed that the stress at a point is just a function of the strain at that point. So, dimensions of a system reduce to the small scale, they become comparable to the inter-atomic or inter-molecular spacing of the system, and so, the material can no longer be modeled as a continuum. In addition, at small scale, the influence of long-range inter-atomic and inter-molecular cohesive forces on the static and dynamic responses of nanostructures tends to be significant and cannot be neglected. In this present work the principle of virtual work is emploied to derive the govering equation. The Galerkin method in conjuction with the area coordinates of the nanoplate is used as a basis for the analysis. The straight- sided triangular domain is mapped into a right angled triangle domain in the computational space using a three-nod element. The solution procedure views the entire triangular nano plate as a single super-continuum element. Nonlocal theories are emploied to bring out the effect of the nonlocal parameter on natural frequencies and buckling parameter of the nanoplates. Effects of nonlocal parameter, lengths of nano plate, aspect ratio, mode number, material properties and different boundary condition on the nano plate buckling loads and natural frequency are investigated. It is shown that the buckling loads and natural frequency depend on the non-locality of the micro/nano plate, especially at the small dimensions and clamped boundary condition. kewords: Vibration and Buckling; Galerkin method; different boundary condition.
نانو تکنولوژی با استفاده از ساختارهای مولکولی پیچیده مانند سلول های بدن انسان و امکان تولید ساختارهایی 100 برابر محکم تر از فولاد، آغازگر یک تحول صنعتی بزرگ است. این تکنولوژی جدید، از طریق دستکاری اتم ها، محصولاتی جدید می آفریند و روش ساخت آنها را تغییر می دهد، به طوری که مواد حاصل، کوچک تر، محکم تر و سبک تر باشند. این فناوری در حوزه های مختلف زندگی بشری از جمله در صنایع پزشکی، کشاورزی، حمل و نقل، تصفیه آب و هوا، الکترونیک و...مورد استفاده قرار می گیرد. یکی از مهم ترین تولیدات نانوتکنولوژی، صفحات گرافینی هستند. این صفحات در وسایل الکترونیکی به طور گسترده مورد استفاده قرار می گیرد. امروزه سه روش برای تحلیل مکانیکی این صفحات وجود دارد این روش ها شامل آزمایشات در ابعاد نانو، شبیه سازی نانوصفحات با استفاده از رایانه و تحلیل نانوصفحات به صورت تئوری است. در این تحقیق ابتدا با استفاده از اصل کار مجازی معادلات حاکم بر ارتعاش و کمانش نانو صفحات مثلثی براساس تئوری الاستیسیته غیر محلی ارینگن استخراج شده و با استفاده از روش گالرکین، به عنوان یک روش عددی به حل معادلات مذکور برای شرایط مرزی مختلف ساده و گیردار پرداخته شده است. اثر پارامتر مقیاس بر روی مودهای مختلف سیستم مورد مطالعه قرار گرفته است. همچنین با بیان درصد خطای نسبی اثر افزایشی پارامتر غیر محلی بر درصد خطای نسبی را بیان می کنیم. در قسمت های مختلف این تحقیق، تاثیر پارامتر اثر مقیاس، قاعده نانوصفحه، خواص ماده وتاثیر شرایط مرزی مختلف را بر روی فرکانس های طبیعی و بار بحرانی نانوصفحه مثلثی مورد بررسی قرار گرفته است. کلمات کلیدی آنالیز ارتعاشی و کمانشی، تئوری الاستیسیته غیر محلی، نانو صفحه مثلثی، روش گالرکین، شرایط مرزی ساده و گیردار

ارتقاء امنیت وب با وف بومی