محاسبه پایداری نانولوله‌های کربنی تک جداره تحت بار محوری

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:

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

۲- 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 (جلد۴۰، شماره ۷، صفحات ۲۳۹۵-۲۳۹۰، سال ۲۰۰۸) منتشر گردیده است.