Skip to main content
SUPERVISOR
Mojtaba Mahzoun,Seyed Ailreza Shahidi rizi
مجتبی محزون (استاد مشاور) سید علیرضا شهیدی ریزی (استاد راهنما)
 
STUDENT
Ali Farajpour Oderji
علی فرج پوراودرجی

FACULTY - DEPARTMENT

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

TITLE

Small Scale Effect on the Buckling Behavior of Circular Nanoplates
Nanomaterials have been attracted the attention of many researchers due to their superior mechanical, chemical and electronic properties. These desirable properties have led to its applications as components in nano electro-mechanical systems. Continuum modeling of nanostructures has received the great deal of attention of scientific community because controlled experiments in nanoscale are difficult and molecular dynamic simulations are highly computationally expensive. Since the Based on the nonlocal continuum mechanics, governing differential equations are derived. Numerical solutions for the buckling loads are obtained using Galerkin method. The vibration characteristic of variable thickness nanoplates embedded in an elastic medium is also investigated. The nonlocal governing equations of motion are derived taking into account the influences of the small scale based on the first order shear deformation theory (FSDT) of plates. Numerical solution for the vibration frequencies of nanoplates are obtained by employing the differential quadrature method (DQM) as a simple, efficient and accurate numerical tool for differential equations with variable coefficients. In another problem attempt is made to study the buckling behavior of orthotropic graphene sheets under various linearly varying in-plane normal forces. Based on the nonlocal elasticity theory, the small scale effects are introduced. Using the equilibrium equations of a differential element of a rectangular plate, the governing equations of single layered graphene sheet (SLGS) are derived. Differential quadrature method (DQM) is used to solve the governing equations for simply supported boundary conditions, clamped boundary conditions and various combinations of them. To verify the accuracy of the DQM solutions, the governing equation is also solved by the power series method (PSM) of Frobenius. In addition, the postbuckling of single-layered graphene sheet subjected to axial compression based on the nonlocal continuum mechanics is investigated. The geometrical nonlinearity is modeled with the use of von Karman’s assumptions. Galerkin method is applied to solve the governing nonlocal equations for postbuckling response. keyword : Buckling, Differential quadrature method, Nanoplate, Nonlocal elasticity
نانو، تکنولوژیی است که به وسیله آن ما در خواص مولکول های تشکیل دهنده مواد تغییر ایجاد می نماییم تا بتوانیم از این مواد بهتر استفاده کنیم. از نانو بعنوان یک تکنولوژی و یا یک فن آوری نوین نام برده می شود، نه علمی که تازه بشر آنرا کشف کرده است. نانو تکنولوژی با نگاهی مجدد به وسایل، سیستم ها و موادی که تاکنون ساخته شده اند، سعی در برطرف کردن عیوب آنها دارد. نانو تکنولوژی مهمترین دغدغه بشر در قرن بیست و یکم خواهد بود که با نگاهی تازه به علوم از زوایای مرموز طبیعت، تمدن بشر را متحول خواهد ساخت به طوریکه شاید بتوان راه هزار ساله را یک شبه پیمود. نانو میله ها و نانو صفحات گرافینی از مهمترین سازه های بنیادین در مقیاس نانو می باشند. این نانو ساختارها به طور گسترده ای در وسایل الکترو- مکانیکی با ابعاد نانو مورد استفاده قرار می گیرد. امروزه سه روش کلی برای تحلیل مکانیکی این ساختارها وجود دارد. این روش ها شامل آزمایشات کنترل شده در ابعاد نانو ، شبیه سازی دینامیک مولکولی با استفاده از رایانه و استفاده از تئوری های مکانیک محیط پیوسته اصلاح شده است. در این پایان نامه در ابتدا با استفاده از تئوری الاستیسیته غیرمحلی اثر مقیاس کوچک بر ارتعاشات آزاد طولی نانو میله ها با تغییر سطح مقطع دلخواه مورد بررسی قرار گرفته می شود. سپس به بررسی مفصل کمانش نانو صفحات مستطیلی در حالت های مختلفی همچون بارگذاری یکنواخت، بارگذاری غیر یکنواخت خطی و نیز حالت ضخامت متغیر پرداخته خواهد شد. این بررسی ها بر اساس تئوری های مختلفی همچون تئوری کلاسیک و مرتبه سوم برشی انجام می گیرد. علاوه بر این در انتهای بحث نانو صفحات مستطیلی، رفتار پس از کمانش آنها نیز با استفاده از تئوری غیرخطی ون کارمن اصلاح شده به کمک تئوری الاستیسیته غیرمحلی، مورد مطالعه قرار خواهد گرفت. لازم به ذکر است که به علت اهمیت و تازگی بحث نانو صفحات با ضخامت متغییر، رفتار ارتعاشی آنها را نیز بر اساس تئوری مرتبه اول برشی و با در نظر گرفتن اثر محیط پلیمری مجاور مورد بررسی قرار گرفته خواهد شد. در انتها نیز به بررسی اثر مقیاس کوچک بر روی کمانش نانو صفحات دایروی تحت بار متقارن محوری پرداخته می شود. در این پایان نامه برای حل معادلات دیفرانسیل حاصل از روش هایی همچون سنجش وزنی مشتقات و گالرکین استفاده خواهد شد. علاوه بر این در صورت امکان حل دقیق نیز ارائه می شود. نتایج بدست آمده در تطابق بسیار خوبی با نتایج دیگر محققین برای حالت های ساده تر می باشد. علاوه بر این نتایج عددی و دقیق ارائه شده برای حالت های خاص همچون کمانش متقارن نانو صفحات دایره ای در نزدیکی بسیار خوبی می باشد. مشاهده می شود که افزایش پارامتر مقیاس کوچک (پارامتر غیرمحلی) باعث کاهش فرکانس های طبیعی نانو میله ها می شود. بار بحرانی کمانش بدون بعد غیرمحلی همواره کوچکتر یا مساوی بار بحرانی کمانش متناظر کلاسیک می باشد. علاوه بر این با افزایش قید گیرداری بر روی شرایط مرزی نانو صفحه اثر مقیاس کوچک بر روی بار کمانش بدون بعد بتدریج افزایش می یابد. مودهای بالاتر نیز به اثر مقیاس کوچک حساس تر می باشند. کلمات کلیدی: کمانش، روش سنجش وزنی مشتقات، نانو صفحات، الاستیسیته غیرمحلی

ارتقاء امنیت وب با وف بومی