دانلود پایان نامه ارشد : شبیه­ سازی عددی قابلیت جذب انرژی نانولوله کربنی تحت ضربه بالستیک

دانشگاه صنعتی شاهرود

دانشکده مکانیک

گروه طراحی جامدات

شبیه­ سازی عددی قابلیت جذب انرژی نانولوله کربنی تحت ضربه بالستیک

اساتید راهنما :

دکتر محمود شریعتی

دکتر حمیدرضا ایپک­چی

پایان نامه ارشد جهت اخذ درجه کارشناسی ارشد

بهمن ماه 1392

برای رعایت حریم خصوصی نام نگارنده پایان نامه درج نمی شود

(در فایل دانلودی نام نویسنده موجود است)

تکه هایی از متن پایان نامه به عنوان نمونه :

(ممکن است هنگام انتقال از فایل اصلی به داخل سایت بعضی متون به هم بریزد یا بعضی نمادها و اشکال درج نشود ولی در فایل دانلودی همه چیز مرتب و کامل است)

چکیده

     نانولوله­ کربنی را می­توان شگفت­انگیز­ترین ماده نانوساختار کشف‌شده تاکنون دانست. ویژگی­های منحصربه‌فردی نظیر استحکام بالا، وزن سبک و قابلیت جذب انرژی بالا باعث شده این ماده به تازگی مورد توجه دانشمندان در ساخت جلیقه­های ضدگلوله قرار گیرد. در این پایان­نامه از مدلی ساختاری در محیط نرم‌افزار آباکوس برای تحلیل رفتار مکانیکی نانولوله کربنی تحت ضربه بالستیک استفاده شده است. در این مدل ساختاری از رابط­های غیرخطی برای مدل کردن برهمکنش­های پیوندی کشش و پیچش و همچنین از المان فنر غیرخطی محوری برای مدل کردن برهمکنش پیوندی تغییر زاویه استفاده شده است. از مزیت­های این روش، اجرا شدن آن در فضای CAE نرم­افزار آباکوس    می­باشد. این امر باعث می­شود که برای تحلیل رفتار مکانیکی نانولوله­های کربنی تحت شرایط مختلف مرزی و بارگذاری نیاز به برنامه­نویسی نداشته باشیم و هر قابلیتی که نرم‌افزار در تحلیل مسائل مکانیکی داشته باشد را بتوان بر روی نانولوله اعمال کرد. در این پایان­نامه فرایند ضربه توسط جسم صلبی با جرم مشخص به عنوان گلوله، شبیه­سازی شده است. تأثیر پارامترهای گوناگونی مانند هندسه، نوع و شرایط مرزی نانولوله کربنی، محل اصابت گلوله به نانولوله کربنی و زاویه برخورد آن در رفتار مکانیکی نانولوله کربنی مورد بررسی قرار گرفته است. همچنین تأثیر عیوب مختلف در نانولوله کربنی در میزان جذب انرژی آن تحت ضربه بررسی شده است. در انتها با توجه به اینکه در بررسی پارامترهای مذکور، گلوله از لحاظ هندسی با توجه به مطالعات گذشته طراحی شده، با تغییر هندسه گلوله رفتار نانولوله تحت ضربه بررسی شده است. نتایج به دست آمده نشان می­دهد که در نانولوله کربنی دو سر ثابت انرژی جذب شده زمانی که گلوله به وسط نانولوله کربنی اصابت می­کند بیشینه می­شود؛ در حالی که در حالت یک سرگیردار در ارتفاع نسبی 0.6=z  این مقدار بیشینه می­گردد. با افزایش زاویه گلوله نسبت به افق جذب انرژی نانولوله کربنی کاهش می­یابد. در نانولوله کربنی معیوب، میزان جذب انرژی کاهش یافته که این کاهش در عیب استون- والز بیشتر از عیوب تهی­جای می­باشد.

کلمات کلیدی: نانولوله­ کربنی، مدل مکانیک ساختاری، آباکوس، ضربه، انرژی

فهرست مطالب

فصل1: مقدمه.. 1

فصل2: مروری بر مطالعات پیشین… 7

2-1 مقدمه. 8

2-2 مطالعات پیشین.. 9

2-2-1 پروانه و همکاران(2009) 9

2-2-2 پروانه و شریعتی(2010) 10

2-2-3 خلیلی و حق­بین(2012) 11

2-2-4 ژانگ و میلواگنام(2006) 12

2-2-5 ژانگ و میلواگنام(2007) 13

فصل3: نانولوله کربنی… 15

3-1 مقدمه. 16

3-2 کشف نانولوله کربنی.. 16

3-3 ساختار نانولوله کربنی.. 17

3-4 برهمکنش­ها و پتانسیل­های موجود در نانولوله کربنی.. 20

3-4-1 برهمکنش کشش پیوند. 21

3-4-2 برهمکنش خمش زاویه­ای پیوند(تغییر زاویه) 22

3-4-3 برهمکنش پیچش دوسطحی.. 23

3-4-4 برهمکنش پیچش خارج صفحه­ای.. 23

3-4-5 برهمکنش واندروالس…. 24

3-4-6 برهمکنش الکترواستاتیک…. 25

3-5 ویژگی­های نانولوله کربنی.. 26

3-6 مدل‌سازی نانولوله کربنی.. 27

3-6-1 مقدمه. 27

3-6-2 مدل‌سازی مولکولی.. 28

3-6-2-1 روش دینامیک مولکولی.. 29

3-6-2-2 روش­های پایه. 30

3-6-3 مدل‌سازی پیوسته. 31

3-6-4 مدل‌سازی مکانیک ساختاری.. 31

3-6-4-1 مدل اودگارد. 32

3-6-4-2 مدل لی و چو. 33

3-6-4-3 مدل هو. 34

3-6-4-4 مدل معو و روسی.. 35

3-6-4-5 مدل ساختاری جدید. 36

فصل4: رفتار مکانیکی نانولوله­ کربنی تحت ضربه.. 43

4-1 مقدمه. 44

4-2 شبیه­سازی ضربه روی نانولوله کربنی.. 45

4-2-1 بررسی صحت مدل وشبیه­سازی.. 50

4-2-2 زاویه گلوله. 60

4-2-3 قطر نانولوله کربنی.. 66

4-2-4 طول نانولوله کربنی.. 69

4-2-5 نوع نانولوله کربنی.. 72

4-2-6 تأثیر عیوب بر روی رفتار مکانیکی نانولوله کربنی تحت ضربه. 76

4-2-7 هندسه گلوله. 84

4-2-8 بررسی تأثیر خطای مدل­سازی در تحقیق حاضر. 89

فصل5: نتیجه­گیری و پیشنهادات…. 91

5-1 نتیجه­گیری.. 92

5-2 پیشنهادات… 93

مراجع…………………………………………………………………………………………………………………………………………………94

فهرست اشکال

شکل (‏2‑1): مدول یانگ نانولوله کربنی تک­جداره به عنوان تابعی از نسبت ظاهری نانولوله. 10

شکل (‏2‑2): نانوکامپوزیت شبیه­سازی شده در آباکوس، شامل نانولوله و ماتریس…. 11

شکل (‏2‑3): مدل اولیه نانولوله کربنی (الف): دو سر گیردار و (ب): یک سر گیردار 12

شکل (‏2‑4): ارتباط میان جذب انرژی و ارتفاع نسبی محل برخورد گلوله در نانولوله کربنی یک سر گیردار به قطر 75_/0 نانومتر  13

شکل (‏2‑5): انرژی جذب‌ شده نرماله شده توسط نانولوله کربنی با سه قطر مختلف بر حسب ارتفاع نسبی محل  برخورد گلوله  14

شکل (‏2‑6): نمودار ویژگی­های مختلف گلوله بر حسب زمان 1: سرعت گلوله 2: جابجایی گلوله و نانولوله                3: جابجایی گلوله برای نانولوله کربنی به قطر 41_/1 نانومتر. 14

شکل (‏3‑1): نمایی از ساختار اتمی C60. 17

شکل (‏3‑2): مکانیزم ساخت نانولوله کربنی.. 18

شکل (‏3‑3): سه نوع ساختار مختلف نانولوله کربنی.. 19

شکل (‏3‑4): برهمکنش کشش پیوند در اتم­های کربن.. 21

شکل (‏3‑5): برهمکنش خمش زاویه­ای در اتم­های کربن.. 22

شکل (‏3‑6): برهمکنش پیچش دو سطحی در اتم­های کربن.. 23

شکل (‏3‑7): برهمکنش پیچش خارج صفحه­ای در اتم­های کربن.. 24

شکل (‏3‑8): برهمکنش واندروالس در اتم­های کربن.. 24

شکل (‏3‑9): پیوند کربن-کربن: (الف) مدل فیزیکی، (ب) مدل FE کشش پیوند،(ج) مدل FE خمش پیوند. 35

شکل (‏3‑10): پارامترهای مربوط به یک سلول واحد شش ضلعی.. 38

شکل (‏3‑11): نحوه قرارگرفتن دستگاه مختصات محلی بر روی مرکز اتم‌های کربن.. 40

شکل (‏3‑12): المان­های فنر و رابط متناظر با برهمکنش اتم­های کربن.. 41

شکل (‏3‑13): تصویر یک نانولوله کربنی زیگزاگ در فضای CAE نرم‌افزار آباکوس… 41

شکل (‏4‑1): قطعه صلب طراحی شده به عنوان گلوله. 46

شکل (‏4‑2): مونتاژ گلوله در کنار نانولوله کربنی با طول 18_/5 نانومتر در دو نما 46

شکل (‏4‑3): المان بندی اتم کربن.. 48

شکل (‏4‑4): پارامترهای مختلف موقعیت گلوله قبل از برخورد. 51

شکل (‏4‑5): موقعیت­های مختلف گلوله در ارتفاع­های نسبی متفاوت قبل از برخورد. 51

شکل (‏4‑6): نمودار انرژی بر حسب زمان در حالت برخورد گلوله به نانولوله کربنی در ارتفاع نسبی 5_/0=z. 53

شکل (‏4‑7): منحنی انرژی جذب شده نرماله شده بر حسب ارتفاع نسبی (الف) تحقیق حاضر                           (ب) ژانگ و میلواگنام  54

شکل (‏4‑8): نمودار سرعت- زمان گلوله در موقعیت­های مختلف… 55

شکل (‏4‑9): حداکثر تغییر شکل متناظر با کانتور جابجایی نانولوله کربنی دو سرگیردار در لحظه صفر شدن سرعت گلوله برای ارتفاع­های نسبی متفاوت گلوله (الف)0.3=z (ب) 0.4=z (ج) 0.5=z. 56

شکل (‏4‑10): منحنی انرژی جذب شده نرماله شده بر حسب ارتفاع نسبی (الف) تحقیق حاضر                         (ب) ژانگ و میلواگنام  58

شکل (‏4‑11): حداکثر تغییر شکل متناظر با کانتور جابجایی نانولوله کربنی یک سرگیردار در لحظه صفر شدن   سرعت گلوله برای ارتفاع­های نسبی متفاوت گلوله  (الف)0.3=z، (ب) 0.4=z، (ج) 0.5=z، (د) 0.6=z. 59

شکل (‏4‑12) : حداکثر جابجایی نانولوله کربنی، (الف) یک سرگیردار، (ب) دو سرگیردار، در ارتفاع نسبی 5_/0       برای گلوله  60

شکل (‏4‑13): مسیر برخوردگلوله زاویه­دار و افقی به نانولوله کربنی.. 61

شکل (‏4‑14): منحنی تغییرات انرژی جذب شده نرماله شده  توسط نانولوله کربنی بر حسب زاویه گلوله. 62

شکل (‏4‑15): حداکثر تغییر شکل متناظر با کانتور جابجایی نانولوله کربنی دو سرگیردار در لحظه صفر شدن      سرعت گلوله برای زوایای متفاوت گلوله  (الف)0=θ، (ب) 15=θ، (ج) 30=θ، (د) 45=θ، (ه) 60=θ.. 64

شکل (‏4‑16): سیر حرکتی گلوله با زاویه 15 درجه نسبت به افق برای نانولوله کربنی دو سرگیردار، (الف) قبل از برخورد،(ب) لحظه0005/0 نانوثانیه، (ج) لحظه001048/0 نانوثانیه، (د) لحظه0015/0 نانوثانیه، (ه) لحظه002/0 نانوثانیه.. 65

شکل (‏4‑17): حداکثر تغییر شکل متناظر با کانتور جابجایی نانولوله کربنی دوسرگیردار در لحظه صفر شدن      سرعت گلوله برای سه قطر مختلف (لف) D=0.95 nm ، (ب) D=1.257 nm ، (ج) D=1.725 nm… 67

شکل (‏4‑18): منحنی انرژی جذب شده نرماله شده نانولوله کربنی با قطرهای مختلف… 68

شکل (‏4‑19): منحنی مقدار انرژی جذب شده نرماله شده نانولوله کربنی برحسب طول­های مختلف… 70

شکل (‏4‑20): حداکثر تغییر شکل نانولوله کربنی دو سرگیردار به طول(الف) nm5.18 (ب) nm6.248 (ج) nm7.313 (د) nm8.378 (ه) nm9.514 در لحظه صفر شدن سرعت گلوله. 71

شکل (‏4‑21): نمودار انرژی جذب شده نرماله شده برای نانولوله کربنی آرمچیر و زیگزاگ در ارتفاع­های نسبی    متفاوت گلوله  73

شکل (‏4‑22): حداکثر تغییر شکل متناظر با کانتور جابجایی نانولوله کربنی آرمچیر دو سرگیردار در لحظه           صفر شدن سرعت گلوله برای ارتفاع­های نسبی متفاوت گلوله،(الف)0.3=z (ب) 0.4=z (ج) 0.5=z. 74

شکل (‏4‑23): حداکثر تغییر شکل متناظر با کانتور جابجایی نانولوله کربنی (الف) آرمچیر (ب) زیگزاگ در          ارتفاع نسبی 0.5=z  75

شکل (‏4‑24): حداکثر تغییر شکل نانولوله کربنی آرمچیر، (الف) دوسرگیردار، (ب) یک سرگیردار 76

شکل (‏4‑25): نقص از نوع استون- والز در نانولوله کربنی آرمچیر. 77

شکل (‏4‑26): نقص از نوع تهی­جای در نانولوله کربنی زیگزاگ… 77

شکل (‏4‑27): حداکثر تغییر شکل نانولوله کربنی معیوب از نوع تک تهیجای.. 78

شکل (‏4‑28): حداکثر تغییر شکل نانولوله کربنی دوسرگیردار معیوب (الف) تک تهی­جای(1)،                          (ب) تک تهی­جای(2)، (ج) دو تهی­جای(1)، (د) دو تهی­جای(2) 81

شکل (‏4‑29): حداکثر تغییر شکل نانولوله کربنی معیوب (الف) استون- والز (1) ، (ب) استون- والز(2) 82

شکل (‏4‑30): حداکثر تغییر شکل نانولوله کربنی یک سر گیردار معیوب از نوع استون- والز،(الف) اصابت گلوله      روی عیب، (ب) اصابت گلوله سمت مخالف عیب… 83

شکل (‏4‑31): (الف) ابعاد هندسی گلوله، (ب) مونتاژ گلوله در کنار نانولوله کربنی با طول 313_/7 نانومتر. 84

شکل (‏4‑32): منحنی انرژی جذب شده نرماله شده بر حسب ارتفاع نسبی برای دو گلوله مختلف… 85

شکل (‏4‑33): حداکثر تغییر شکل متناظر با کانتور جابجایی نانولوله کربنی دو سر گیردار در لحظه صفر شدن    سرعت گلوله برای ارتفاع­های نسبی متفاوت گلوله استوانه­ای، (الف) 3_/0z=، (ب) 4_/0z=، (ج) 5_/0z=. 86

شکل (‏4‑34): گلوله مونتاژ شده در کنار نانولوله کربنی زیگزاگ به طول 313_/7 در حالت عدم در برگیری تمام    عرض نانولوله کربنی در دو نما 87

شکل (‏4‑35): حداکثر تغییر شکل نانولوله کربنی در لحظه صفر شدن سرعت گلوله. 88

شکل (‏1‑36): ابعاد سلول واحد شش ضلعی قبل از برخورد ……………………………………………………………………………91

فهرست جداول

جدول (‏3‑1): پارامترهای ساختارهای مختلف نانولوله کربنی.. 20

جدول (‏3‑2): ثابت­های معادلات برهمکنش در نانولوله­های کربنی.. 39

جدول (‏4‑1): شرایط اولیه نانولوله کربنی و گلوله. 49

جدول (‏4‑2): انرژی جذب شده توسط نانولوله کربنی زیگزاگ دو سرگیردار در موقعیت­های مختلف گلوله. 52

جدول (‏4‑3): انرژی جذب شده توسط نانولوله کربنی زیگزاگ یک سر گیردار در موقعیت­های مختلف گلوله. 58

جدول (‏4‑4): انرژی جذب شده توسط نانولوله کربنی دو سر گیردار در زاویه­های مختلف برخوردگلوله. 62

جدول (‏4‑5): انرژی جذب شده  توسط نانولوله کربنی زیگزاگ دو سرگیردار با قطرهای مختلف… 66

جدول (‏4‑6): انرژی جذب شده توسط نانولوله کربنی دو سرگیردار با طول­های مختلف… 69

جدول (‏4‑7): انرژی جذب شده توسط نانولوله کربنی آرمچیر دو سرگیردار درموقعیت­های مختلف گلوله. 72

جدول (‏4‑8): انرژی جذب شده بوسیله نانولوله کربنی آرمچیر و زیگزاگ در ارتفاع نسبی 5_/0 برای گلوله. 75

جدول (‏4‑9): انرژی جذب شده نانولوله کربنی زیگزاگ دو سرگیردار با انواع عیوب.. 79

جدول (‏4‑10): حداکثر انرژی جذب شده بوسیله نانولوله کربنی یک سر گیردار با عیب استون- والز. 83

جدول (‏4‑11): انرژی جذب شده توسط نانولوله کربنی زیگزاگ دو سرگیردار تحت ضربه توسط گلوله استوانه­ای.. 85

جدول (‏4‑12): انرژی جذب شده توسط نانولوله کربنی زیگزاگ دو سرگیردار با موقعیتی متفاوت برای گلوله. 88

انسان همواره به دنبال محافظت از خود در برابر آسیب‌های احتمالی ناشی از ضربه در میدان‌های جنگ بوده است. از این رو از هزاران سال پیش زره به تن کرده است. در قرن پنجم پیش از میلاد در ایران و یونان برای ساخت زره از 14لایه کتان استفاده می­شده است. 700 سال پس از میلاد نوعی زره بدون آستین شامل صفحه­های فولادی یا آهنی که روی نوارهای چرمی چفت می­شد در چین و کره ساخته شد که سبکی و انعطاف­پذیری ویژه­ای داشت. با پیشرفت سلاح و روی کار آمدن سلاح گرم توجه صنعتگران به تولید زره­هایی جلب شد که به کمک صفحه­های فولادی ضخیم­تر و صفحه­های سنگین اضافی بتوانند از بدن انسان در مقابل گلوله محافظت کنند. این کار باعث سنگینی زره شده و استفاده از آن برای شخص تن کننده طاقت‌فرسا می‌گردد. مهندسین در دهه ۱۹۶۰ یک جلیقه مقاوم در برابر گلوله و مناسب را ساختند که بر خلاف زره‌های سنتی بسیار راحت بود. جلیقه‌های ضد گلوله سبک از فلز ساخته نشده بود بلکه از بافت‌های فیبری که قابل دوخت بر روی جلیقه و دیگر لباس‌های سبک می‌باشد، ساخته‌شده‌اند. در سال 1965  شركت  داپونت[1] الیافی با نام تجاری كولار[2] (از خانواده آرامید) تولید و از آن پارچه تولید كرد. در ابتدا كولار در صنعت لاستیک سازی و سپس در تولیدات گوناگونی مثل طناب و واشر و قسمت‌های مختلف هواپیما و قایق استفاده گردید. در سال 1971 الیاف كولار به عنوان جایگزین الیاف نایلون در جلیقه‌های ضد گلوله معرفی شد. در حال حاضر این الیاف یكی از مهم‌ترین الیاف مورد استفاده در تولید این نوع پوشاک می‌باشد]1[.

جلیقه‌های ضد گلوله امروزی، به دو نوع تقسیم می‌شود:

• جلیقه‌های ضد گلوله سخت
• جلیقه‌های ضد گلوله نرم

جلیقه‌های ضد گلوله سخت از صفحه‌های فلزی و یا سرامیکی ضخیم ساخته می‌شوند و به اندازه کافی برای انحراف گلوله و سایر سلاح‌ها مقاوم‌اند. مواد بکار رفته در این جلیقه‌ها، گلوله‌ها را با همان نیرویی که به داخل در حال وارد شدن است به خارج هل می‌دهند. به این ترتیب جلیقه غیرقابل نفوذ خواهد بود. جلیقه‌های ضد گلوله سخت حفاظت بیشتری را نسبت به جلیقه‌های ضد گلوله نرم ایجاد می‌کنند ولی طاقت‌فرسا تر هستند. افسرهای پلیس و کارکنان نظامی این نوع از لوازم حفاظتی را در هنگامی که میزان خطر احتمالی بالا باشد به تن می‌کنند؛ ولی برای استفاده‌های روزمره عموماً از جلیقه‌های ضد گلوله نرم که می‌توان به صورت ژاکت یا تی­شرت معمولی به تن کرد، استفاده می‌کنند.

روش کار این جلیقه‌ها بسیار ساده است. در درون این جلیقه‌ها یک ماده ضد گلوله قرار دارد که در حقیقت یک توری بسیار قوی است. برای درک چگونگی عملکرد آن، تور دروازه فوتبال را در نظر بگیرید که در پشت دروازه بسته شده است. وقتی که توپ به دروازه شوت می‌شود، دارای انرژی زیادی است و در هنگام اصابت به تور، در یک نقطه مشخص تور را به عقب هل می‌دهد. هر رشته از یک سمت تیرک به سمت دیگر امتداد دارد و نیروی وارد آمده در آن نقطه مشخص را به سر تا سر تور پخش می‌کند. این نیرو به دلیل به هم بافته بودن رشته‌ها پخش می‌شود و به این طریق، همه قسمت‌های تور انرژی وارده از سوی توپ را جذب می‌کنند و فرقی نمی‌کند که گلوله به کدام قسمت از تور اصابت کرده باشد.

اگر یک تکه از ماده ضد گلوله را زیر میکروسکپ قرار دهیم، همین ساختار را مشاهده خواهد شد. رشته­های بلندی از الیاف که به هم تنیده شده‌اند تا یک ساختار توری شکل متراکم را تشکیل دهند. حال با توجه به اینکه یک گلوله بسیار سریع تر از توپ حرکت می‌کند، بنابراین این توری باید از مواد محکم تری ساخته شود. معروف‌ترین ماده‌ای که در ساخت جلیقه‌های ضد گلوله به کار می­رود، الیافی به نام کولار است]2[؛ الیافی سبک‌وزن که ۵ برابر مقاوم تر از یک تکه فولاد، در همان وزن است. زمانی که این ماده به صورت یک تور متراکم در می‌آید، می‌تواند نیروی زیادی را جذب کند. به منظور جلوگیری از رسیدن گلوله به سطح بدن، جلیقه ضد گلوله باید برخلاف ضربه مستقیمی که گلوله وارد می‌کند، عمل کند .به تازگی استفاده از الیافی تار عنکبوت در تولید جلیقه­ها متداول شده است. استحکام این رشته حدود 20 مرتبه بالاتر از فولاد است]3[.

در هر حال  دو عامل مهم در جلیقه‌های ضدگلوله، قابلیت جذب انرژی و سبکی آن‌ها می­باشد. از این رو استفاده از موادی که دارای این خواص هستند برای دفع یا منحرف کردن گلوله مهم می­باشد. جلیقه­هایی که تاکنون ساخته شده است ممکن است از مرگ جلوگیری کند اما همچنان باعث کبودی و آسیب­دیدگی  اندام‌های حیاتی بدن می­شوند. از همین رو پژوهش­ برای رسیدن به بهترین ماده جهت استفاده در جلیقه ضدگلوله همچنان ادامه دارد. آخرین پژوهش­های صورت گرفته در این زمینه نشان می­دهد که رشته­هایی از جنس نانولوله­ کربنی[3] حتی از ابریشم عنکبوت نیز مقاوم­تر هستند. نانولوله­های کربنی به دلیل استحکام بالا، وزن کم و ظرفیت جذب انرژی بالا بهترین مواد جهت ساخت وسایل ضد ضربه به ویژه جلیقه­های ضدگلوله هستند.

نانولوله­های کربنی به دلیل خواص فوق­العاده مکانیکی و الکتریکی از سال 1991 که توسط ایجیما[4] کشف شده­اند]4[؛ در کانون توجه محققان در سرتاسر جهان قرارگرفته­اند و کارهای بسیار وسیعی در حوزه­های مختلف در مورد این مواد صورت گرفته است. پس از کشف نانولوله­های کربنی محققین به انجام آزمایش بر روی این ساختار روی آورده­اند؛ اما صرف هزینه­های بسیار زیاد برای انجام این آزمایش­ها محققان را بر آن داشت تا با استفاده از روش­های مختلف کامپیوتری به شبیه­سازی رفتارهای مختلف این ماده بپردازند. از مهم‌ترین این روش­ها می­توان به روش­های آبینیشیو[5]   و شبیه­سازی دینامیک مولکولی[6]  اشاره کرد. البته لازم به ذکر است که روش دینامیک مولکولی دارای دقت بسیار بالایی است؛ اما استفاده از آن نیاز به وقت و هزینه­های زیادی دارد و بکارگیری آن برای همه مقدور نیست. این امر سبب شد تا محققین همچنان به دنبال روشی جامع و مطمئن باشند تا به وسیله آن بتوان نانولوله­های کربنی را تحت بارگذاری­ها و شرایط مرزی مختلف مورد بررسی قرارداد.

از این رو در سال 2002 استفاده از خصوصیات ساختاری برای مدل‌سازی نانوساختارها پیشنهاد شد]5[. در طی سال‌های گذشته مدل­های مکانیک ساختاری تکامل یافته است؛ اما در تمامی مدل­هایی که تاکنون ارائه شده است کاستی­ها و معایبی وجود دارد. در این پروژه با استفاده از مدل مکانیک ساختاری رفتار نانولوله تحت ضربه بالستیک بررسی شده و پارامترهای مهم در جذب انرژی مورد مطالعه قرار می­گیرد]6[.

بر این اساس در فصل­های بعد ابتدا مروری بر کارهای انجام‌شده در زمینه شبیه­سازی نانولوله­ها و پدیده ضربه روی این مواد صورت گرفته،  سپس مقدمه­ای از نانولوله کربنی و شیوه­های مدل‌سازی آن‌ها گفته شده و در ادامه به معرفی مدل استفاده شده در این پایان­نامه و چگونگی ایجاد آن در نرم‌افزار آباکوس [7] پرداخته شده است. در انتها نیز رفتار نانولوله­ کربنی تحت ضربه بررسی و نتایج حاصل از آن با نتایج حاصل از مدل­های معتبر دیگر مقایسه شده است.

تعداد صفحه : 114

قیمت : 14700تومان

بلافاصله پس از پرداخت لینک دانلود فایل در اختیار شما قرار می گیرد

و در ضمن فایل خریداری شده به ایمیل شما ارسال می شود.

پشتیبانی سایت :        ****       [email protected]

در صورتی که مشکلی با پرداخت آنلاین دارید می توانید مبلغ مورد نظر برای هر فایل را کارت به کارت کرده و فایل درخواستی و اطلاعات واریز را به ایمیل ما ارسال کنید تا فایل را از طریق ایمیل دریافت کنید.

***  *** ***