محاسبه پایداری نانولوله‌های کربنی تک جداره تحت بار محوری

پژوهشگران دانشگاه کاشان طی پژوهشی موفق به محاسبه پایداری نانولوله‌های کربنی تک جداره تحت بار محوری شدند. از نتایج این کار تحقیقاتی می‌توان در نانوربات‌ها، ساخت ورق‌های نانوکامپوزیتی و ساخت مخازن جدار نازک و جدار ضخیم تقویت شده به‌وسیله الیاف‌ نانولوله‌های کربنی استفاده نمود.

پژوهشگران دانشگاه کاشان طی پژوهشی موفق به محاسبه پایداری نانولوله‌های کربنی
تک جداره تحت بار محوری شدند.

از نتایج این کار تحقیقاتی می‌توان در نانوربات‌ها، ساخت ورق‌های نانوکامپوزیتی
و ساخت مخازن جدار نازک و جدار ضخیم تقویت شده به‌وسیله الیاف‌ نانولوله‌های
کربنی استفاده نمود.

این پژوهش در قالب پایان‌نامه کارشناسی ارشد آقای 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 شده است.

دکتر قربان‌پور در گفتگو با بخش خبری سایت ستاد ویژه توسعه فناوری‌نانو، اظهار
داشت: “در این تحقیق پایداری نانولوله‌های تک جداره تحت بار محوری با استفاده
از نرم‌افزار Ansys مورد مطالعه قرار گرفته و بار بحرانی را برای ابعاد مختلف
نانولوله تک جداره به‌دست آوردیم. نتایج به‌دست آمده با نتایج حاصل از روش
تحلیلی و تحقیقات دانشمندان دیگر، مطابقت خوبی داشت”.

در این کار تحقیقاتی برای محاسبه بار کمانش نانولوله کربنی تک جداره تحت بار
محوری از تئوری‌های مکانیک محیط‌های پیوسته و معادلات دانل استفاده شده است.
سپس بار بحرانی با استفاده از روش اجزای محدود و نرم‌افزار Ansys به‌دست آمده و
با نتایج تحلیلی مقایسه شده‌اند. در این تحقیق از دو نوع کمانش استفاده گردیده
است:

1- کمانش پوسته استوانه‌ای که به نسبت شعاع به ضخامت بستگی دارد.

2- کمانش ستونی که توسط طول به قطر کنترل می‌شود.

قربان‌پور هدف اصلی از این پژوهش را افزایش پایداری نانولوله‌های کربنی تک و
چند ‌جداره دانست و گفت: “از نتایج این پژوهش می‌توان در ساخت بازوی روبات‌های
پلیمری که به‌وسیله الیاف‌ نانولوله‌های کربنی تقویت شده‌اند و همچنین در ساخت
ورق‌های نانوکامپوزیتی که بسیار سبک وزن بوده و دارای استحکام فوق‌العاده بالا
هستند و در صنایع گوناگونی از قبیل خودروسازی، هوا فضا، کشتی‌سازی، حمل و نقل
ریلی، راه و ساختمان و صنایع مربوط به بخش انرژی و … استفاده می‌شوند و نیز
در ساخت مخازن جدار نازک و جدار ضخیم تقویت شده با الیاف‌ نانولوله‌های کربنی،
استفاده نمود”.

نتایج این پژوهش
در مجله Physica E: Low-dimensional Systems and
Nanostructures (جلد40، شماره 7، صفحات 2395-2390، سال 2008)
منتشر گردیده است.