Skip to main content
SUPERVISOR
Bijan Boroomand,Mojtaba Azhari
بیژن برومندقهنویه (استاد مشاور) مجتبی ازهری (استاد راهنما)
 
STUDENT
Majid Pazoki
مجید پازکی

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی عمران
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1389

TITLE

Stability analysis of elastic thin and moderately thick parallelogram composite plates reinforced by carbon nanotubes using spline finite strip method
Due to the increasing need for various materials of different properties, nowadays the use of nanomaterial’s including Nano composites has been developed in the industry. These composites consist of two phases. The first phase, called the matrix and the second phase is composed of Nano-scale morphologies. Good mechanical and thermal properties of these materials could have important effects on the composite strength. Among the Nano-materials, Carbon nanotubes are noticeable. They have an elastic modulus about 1TPa (one Tera Pascal) which are of the highest moduli of elasticity among the materials. Because of lower resistance of the matrix phase relative to the reinforced phase, when the plate undergoes different loads, the loads are transferred to the reinforcement phase. Due to the remarkable mechanical properties of nanotubes, composite plate will show a greater resistance. In this thesis, buckling analysis of plates reinforced with carbon nanotubes has been investigated. To obtain the elastic modulus of the composite plate, Mori -Tanaka theory has been employed. This theory is an analytical method to obtain the internal stress of composite plate. According to the experimental researches, composite plates in which Nanotubes are randomly distributed have better resistance under different loads. In this thesis for the first time, buckling analysis of thin and moderately thick plates reinforced with randomly distributed ingle-walled carbon nanotubes has been investigated. Also, due to the growing needs of industry with various forms of the plate and the complications of the analysis of this type of plate, buckling analysis of thin and moderately thick parallelogram plates is discussed. For the buckling analysis of plates with square, rectangular or parallelogram forms under in plane loads and different boundary condition, the spline finite strip method has been used. For mapping of parallelogram plate to the rectangular plate, spline finite strip method is employed. Then by solving the eigenvalue problem, critical loads and local buckling coefficients are obtained which can be used in designing of plates with different shapes and boundary conditions. It has been shown that increasing the volume fraction of carbon nanotubes in the composite plate, stiffness and critical load of the composite are increased.
امروزه استفاده از نانو مواد در صنایع مختلف، به دلیل احتیاج روزافزون به مواد گوناگون با کاربردهای متفاوت، گسترش یافته است. از جمله نانو مواد می توان به نانو کامپوزیت ها اشاره کرد. این کامپوزیت ها از دو فاز تشکیل شده اند. فاز اول، فاز زمینه نامیده می شود و فاز دوم، فاز تقویت کننده است که از موادی با مقیاس نانو تشکیل شده است. خواص مکانیکی و حرارتی مناسب این مواد توانسته است تاثیر به سزایی در افزایش مقاومت کامپوزیت ها داشته باشد. از جمله این نانو مواد به نانو لوله های کربنی می توان اشاره کرد. آن‌ها دارای مدول الاستیسیته حدود 1TPa(یک ترا پاسکال) می باشند که در بین مواد دارای بیشترین مدول الاستیسیته می باشد. هنگامی که ورق تحت بار های مختلف قرار می گیرد، به علت اینکه فاز زمینه دارای مقاومت کمتری نسبت به فاز تقویت کننده است، این بارها به فاز تقویت کننده انتقال پیدا می کند و به دلیل خواص مکانیکی قابل توجه نانو لوله ها ورق مقاومت بیشتری از خود نشان خواهد داد. همچنین استفاده از نانو لوله ها در کاهش وزن ساز موثر می باشد. در این پایان نامه، برای اولین بار تحلیل کمانش ورق های مسلح شده با نانو لوله های کربنی در جهت های تصادفی مورد بررسی قرار گرفته است. در این مطالعه نشان داده شده است در صورت استفاده از این ورق ها باربری ورق افزایش پیدا می کند. هم چنین استفاده از نانو کامپوزیت باعث کاهش وزن سازه می گردد. برای بدست آوردن مدول الاستیسیته این نوع ورق ها از تئوری موری-تاناکا که یک روش تحلیلی برای بدست آوردن مدول الاستیسیته ورق کامپوزیت می باشد، استفاده شده است. هم چنین به دلیل نیاز روزافزون صنعت به ورق با اشکال مختلف و پیچیدگی هایی که در حل این نوع از ورق ها وجود دارد در مطالعه حاضر به تحلیل کمانش ورق های نازک و نیمه ضخیم متوازی الاضلاع پرداخته شده است. برای تحلیل این نوع از ورق ها از روش نوار محدود اسپلاین و نگاشت با المان مناسب استفاده شده است. سپس با بدست آوردن ماتریس سختی و ماتریس سختی هندسی و استفاده از مسئله مقادیر ویژه می توان بار بحرانی و ضریب کمانش موضعی این ورق را بدست آورد و در طراحی ورق هایی با اشکال مختلف از آن استفاده نمود. کلمات کلیدی: ورق، کمانش موضعی، نانو لوله های کربنی، تئوری موری-تاناکا، ورق متوازی الاضلاع، نوار محدود اسپلاین

ارتقاء امنیت وب با وف بومی