Skip to main content
SUPERVISOR
Hamidreza Mirdamadi,Mohammad mehdi Saadatpour,Hassan Khademi zadeh
سیدحمیدرضا میردامادی (استاد راهنما) محمدمهدی سعادتپور (استاد مشاور) حسن خادمی زاده (استاد راهنما)
 
STUDENT
Reza Hosseini Ara
رضا حسینی آراء

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی مکانیک
DEGREE
Doctor of Philosophy (PhD)
YEAR
1386
In this research, we study the effects of small-scale parameter on the static buckling of carbon nanotubes, based on a proposed model using nonlocal theory, energy principles, variational methods and strain gradient approach. Based on this model, we derive all classical and nonlocal boundary conditions as well as governing equations. Therefore, closed-form and exact critical buckling loads of nanobeams with various end conditions are investigated. Moreover, we study the effects of small scales, Pasternak elastic medium, thermal loading and rotary inertia on dynamic buckling of single- and double-walled carbon nanotubes based on nonlocal Euler-Bernoulli and Timoshenko beams and Donnell shell models. In addition, we study nonlinear dynamic pulse buckling of double-walled carbon nanotubes under impact loads. Further, wave propagation analysis of carbon nanotubes are investigated using nonlocal elastic beam and shell models in order to determine the effects of small scales, axial compressive loads, Pasternak elastic medium, thermal loading, rotary inertia and van der Waals forces on single- and double-walled carbon nanotubes. Finally, for validating these numerical results, they are compared with numerical and MD results in the literature and found to be in good agreement with them. These findings are useful in manufacturing the nano-sensors for detecting pathogens in a bio medium. Keywords: Carbon nanotubes, Dynamic buckling, Wave propagation, Nonlocal theory.
در این تحقیق، نخست به بررسی کمانش استاتیکی نانولوله‌های کربنی به کمک یک مدل جدید و بر پایه تئوری ناموضعی، روش‌‌‌های انرژی، حساب تغییرات و تئوری گرادیان کرنش پرداخته می‌شود. با این مدل پیشنهادی، معادله‌های حاکم و شرایط مرزی ناموضعی برای نانوتیرهای تیموشنکو استخراج و برای نخستین بار، پاسخ بسته و دقیق مساله کمانش محوری نانوتیرها با شرایط مرزی گوناگون محاسبه می‌گردد. در ادامه‌ی این تحقیق، به بررسی کمانش دینامیکی در نانولوله‌های کربنی دو دیواره با استفاده از مدل‌های ناموضعی تیر اویلر- برنولی، تیموشنکو و پوسته‌های استوانه‌ای دانل پرداخته می‌شود. هم‌چنین اثرهای ناموضعی، بستر الاستیک پسترناک، میدان گرمایی و اینرسی دورانی نیز بر روی کمانش دینامیکی این نانوسازه‌ها بررسی می‌گردد. پس از آن تحلیل کمانش دینامیکی ضربه‌ای یک نانولوله کربنی دو دیواره به صورت غیرخطی و به کمک تئوری ناموضعی انجام می‌گیرد. در این حالت بارگذاری محوری به صورت یک پالس و در مدت زمان محدود اعمال و کمانش دینامیکی ضربه‌ای نانولوله‌ها به صورت غیرخطی تحلیل می‌گردد. در پایان نیز پخش موج در نانولوله‌های کربنی در اثر عوامل مختلفی مانند اثرهای ناموضعی، نیروی فشاری، بستر الاستیک پسترناک، میدان گرمایی، اینرسی دورانی و نیروهای واندروالس بررسی می‌شود. پس از تحلیل‌های انجام شده و برای اعتبارسنجی مدل‌‌های ارایه شده، نتایج به دست آمده در این تحقیق با نتایج عددی موجود در مراجع دیگر مقایسه شده است. این مقایسه نشان می‌دهد که مدل ساختاری ارایه شده بر پایه‌ی تئوری ناموضعی نسبت به سایر تئوری‌های کلاسیک بسیار دقیق‌تر می‌باشد و به پاسخ‌های به دست آمده از روش دینامیک مولکولی (MD) نزدیک‌تر است. از کاربردهای بسیار جدید این زمینه می‌توان به طراحی نانو حس‌گرهای واقع در یک محیط زیستی برای تشخیص عوامل بیماری‌زا اشاره نمود که می‌تواند در یک لحظه تمامی اثرهای گفته شده را در بر گیرد. واژه‌های کلیدی: 1- نانولوله‌های کربنی 2- کمانش دینامیکی 3- پخش موج 4- تئوری ناموضعی

ارتقاء امنیت وب با وف بومی