محققان دانشگاه کاشان موفق به محاسبه پایداری نانولوله‌های کربنی چند‌جداره تحت تأثیر بار ترکیبی مکانیکی شدند. نتایج این کار تحقیقاتی در ساخت بازوهای نانورباتها، حسگرها، عملگرها، ورق‌های نانوکامپوزیتی، مخازن جدار نازک و جدار ضخیم نانوکامپوزیتی کاربرد دارد.
در مطالعه جدیدی ثابت شده است که
|
محققان دانشگاه کاشان موفق به محاسبه پایداری
نانولوله‌های کربنی چند‌جداره تحت تأثیر بار ترکیبی مکانیکی شدند. نتایج
این کار تحقیقاتی در ساخت بازوهای نانورباتها، حسگرها، عملگرها، ورق‌های
نانوکامپوزیتی، مخازن جدار نازک و جدار ضخیم نانوکامپوزیتی کاربرد دارد.
این پژوهش در قالب پایان‌نامه کارشناسی ارشد رامین رحمانی (دانش‌آموخته
کارشناسی ارشد مهندسی مکانیک دانشگاه کاشان) و با راهنمایی دکتر علی
قربان‌‌پور آرانی در گروه مهندسی مکانیک و پژوهشکده علوم و فناوری‌نانو
دانشگاه کاشان، انجام گردیده است.
دکتر قربان‌‌پور در گفتگو با بخش خبری سایت ستاد ویژه توسعه فناوری‌نانو،
اظهار داشت:”در این پروژه، پایداری نانولوله‌های چند‌جداره تحت تأثیر بار
ترکیبی مکانیکی با در نظر گرفتن اثر مقیاس کوچک مورد مطالعه قرار گرفته
است. همچنین اثر نیروهای واندروالس بین دو لایه مجاور و لایه‌های دیگر در
تحلیل در نظر گرفته شده است. هدف اصلی از انجام این تحقیق، بررسی تأثیر
نیروهای واندروالس موجود بین لایه‌ها بر پایداری نانولوله‌های کربنی و
افزایش پایداری آنها بود”.
ایشان در ادامه گفتگو و در تشریح نحوه انجام کار افزود: “یک نانولوله
چند‌جداره تحت بار ترکیبی محوری فشاری و پیچشی در واقع در یک محیط الاستیک
قرار گرفته است. تأثیر محیط الاستیک، نیروهای واندروالس و مقیاس کوچک در
تحلیل در نظر گرفته شده است. همچنین از مدل چند پوسته استوانه‌ای پیوسته
متحدالمحور استفاده شده و نیروی واندروالس بین دو لایه مجاور و یک لایه با
لایه‌های غیر مجاور در نظر گرفته شده است.
در این پژوهش ابتدا با استفاده از تئوری‌های مکانیک محیط‌های پیوسته و
روابط سینماتیک سندرز، کرنش‌ها و سپس با توجه به تئوری ارینگن، تنش‌ها را
بر حسب کرنش‌ها در نانولوله‌های چند‌جداره به‌دست آوردیم. با استفاده از
تئوری لئونارد- جونز، نیروهای واندروالس بین دو لایه مجاور و لایه‌های دیگر
را محاسبه نموده و سپس، از معادلات دانل استفاده کرده، تحلیل کمانش انجام
شده است. در پایان بار بحرانی برای سه نوع نانولوله‌های کربنی چند‌جداره با
ابعاد مختلف محاسبه شده و منحنی‌های مربوط رسم گردیده و مورد بحث و بررسی
قرار گرفته‌اند”.
شایان ذکر است که جزئیات این پژوهش در مجله
Mechanical Science and Technology (جلد ۲۲، صفحات ۴۲۹-۴۳۹، سال ۲۰۰۸)
منتشر شده است.
|
