Skip to main content
SUPERVISOR
Seyed Ailreza Shahidi rizi,Mohammad Mashayekhi
سید علیرضا شهیدی ریزی (استاد راهنما) محمد مشایخی (استاد مشاور)
 
STUDENT
EBAD AMINI
عباد امینی

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی مکانیک
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1390

TITLE

Buckling of Circular Annular Nanoplates Using Finite Difference Method
Nanotechnology is a fast growing field of science and technology which deals with the development of materials, structures and devices at the nanoscale. Nanoplates are pivotal branches of nanostructures with vast applications including their usage in making batteries, chemical and biological sensors and also in nanocars and many other applications. Though, few studies have been investigated the behavior of these structures and this shortage of efforts is possibly related to the troubles in their productions. In this regard, understanding the vibration and buckling behaviors of nanoplates is the most important steps to the design of these structures. Due to high dependencies in static and dynamic stability equations, providing an analytical solution for free vibration and buckling of nanoplates is very difficult, so in most studies numerical or semi-numerical methods such as finite element, Rayleigh-Ritz and… are utilized. various recent experimental results have shown that as the size of the structure reduces to compareable to micro/nanoscale, the influences of atomic forces and small scales play a significant role in their mechanical properties. Thus, neglecting these effects in some cases may results in completely incorrect solutions and hence wrong designs. Some methods such as molecular dynamics involve solving a large number of equations, so, they have difficulties in handling systems with large length and time scales. Therfore, modeling of the large systems is left to continuum mechanics approaches. One of the well known continuum mechanics theory that includes small scales effects with acceptable accuracy is the nonlocal theory of Eringen. Using local theory for the small size analysis leads to the over predicting results. 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 contrary to the left; TEXT-INDENT: 0cm; MARGIN: 0cm 0cm 0pt; unicode-bidi: embed; DIRECTION: ltr" align=left Keywords : Nanoplate; Nonlocal elasticity; Buckling; Solid disks; Circular annular plates; Sector plates; Finite difference method.
نانوتکنولوژی شاخه ای رو به روشد از علم و تکنولوژی است که با مواد، ساختارها و ابزارهایی در ابعاد نانو سروکار دارد. در این میان یکی از پرکاربردترین زیرمجموعه های نانومواد، نانو‌ورق ها محسوب می شوند. نانو‌ورق ها در ساختن باطری ها، سنسورهای شیمیایی و بیولوژیکی و نیز در نانوماشین ها کاربردهای فراوان دارند. با وجود کاربردهای فراوان این ساختارهای نانو، کارهای کمی در راستای بررسی رفتار آنها صورت گرفته است و شاید این کمبود را بتوان با سختی فرایند طراحی و تولید آنها مرتبط دانست. در این راستا دانستن رفتار ارتعاشی و کمانشی نانو‌ورق ها کلیدی ترین گام در طراحی این سازه ها به شمار می آید. به دلیل وابستگی های زیاد در معادلات تعادل استاتیکی و دینامیکی ارائه ی حل تحلیلی برای ارتعاشات و کمانش نانو‌ورق ها بسیار دشوار است از این رو بسیاری از کارها به استفاده از روش های عددی و نیمه عددی از قبیل المان محدود، ریلی-ریتز و ... پرداخته اند. با کاهش اندازه ی ساختارها در حد قابل مقایسه با اندازه های درون اتمی صرف نظ ر کردن از اثرات اندازه های کوچک و نیروهای درون اتمی باعث خطای زیاد در نتایج و به تبع آن در مواردی طراحی اشتباه می گردد و روش هایی از قبیل دینامیک مولکولی [1] مستلزم زمان و هزینه های بسیار زیادی برای مدل کردن نانوساختارها هستند، از اینرو در سالهای اخیر بررسی این ساختارها به روش های کانتینومی واگذار شده اند. یکی از شناخته شده ترین این روش ها، تئوری غیرمحلی ارینگن [2] است. تئوری غیرمحلی برای بیان روابط تنش-کرنش غیرموضعی رشد یافته است. در این روش تنش در هر نقطه از سازه تابعی از کرنش در کل سازه است. بنابراین، انتظار می رود که تئوری غیرمحلی مدل دقیق تری نسبت به الاستیسیته ی کلاسیک، مخصوصا در مقیاس های بسیار ریز ارائه دهد. در این پایان نامه با استفاده از این تئوری، نانو‌ورق های ایزوتروپیک دایروی، حلقوی و قطاعی مدل شده و با استفاده از روش تفاضل محدود حل گردیه است. همچنین صحت نتایج و نیز تأثیر تغییر در پارامترهای مختلف از جمله شعاع ورق، شرایط مرزی، مد های کمانشی و پارامتر غیرمحلی بر روی بار بحرانی کمانشی نانو‌ورق بصورت داده های عددی در قالب جدول و نمودار مورد بحث و بررسی قرار می دهیم. تنایج بحث نشان می دهد که روش تفاضل محدود، روشی قدرتمند برای حل مسائل نانو صفحات می باشد و برای ناو صفحات اثرات غیرمحلی بسیار مهم و غیرقابل چشمپوشی اند و موجب کاهش بار کمانش می شود. کلمات کلیدی: نانو‌صفحات مدور،تئوری غیرمحلی ارینگن، کمانش، روش تفاضل محدود [1] Molecular Dynamics [2] Eringen

ارتقاء امنیت وب با وف بومی