پژوهشگران ایرانی در تحقیقات خود به بررسی ارتعاشات مکانیکی سازه‌های نانوکامپوزیتی تقویت شده با نانولوله‌های کربنی پرداختند. این مطالعات گامی مؤثر در پیش‌بینی رفتار سازه‌های حاوی این نانوکامپوزیت‌ها به هنگام کاربرد عملی بوده و می‌تواند راهنمای خوبی در استفا
کرمانشاه: بررسی ارتعاشات مکانیکی سازه‌های متشکل از مواد نانوکامپوزیت
تولید و توسعه‌ی نانولوله‌های کربنی و استفاده از آن‌ها به عنوان فاز تقویت کننده‌ی مواد پلیمری، توجه بسیاری از محققان را به خود جلب نموده است. از این رو بسیاری از مطالعات انجام شده در این زمینه، به بررسی خواص مکانیکی آن‌ها اختصاص داده شده است. با این وجود، فهم خصوصیات مکانیکی سازه‌های نانوکامپوزیتی هنوز در مراحل اولیه قرار دارد. این در حالی است که توسعه و رشد این سازه‌ها تنها در حالتی مقدورخواهد بود که فیزیک حاکم بر رفتار آن‌ها به خوبی درک گردد.
دکتر محمود حشمتی در خصوص اهمیت این موضوع عنوان کرد: «واضح است که استفاده از این نانوساختارها به عنوان جزیی از یک سازه‌ی واقعی، هدف نهایی توسعه‌ی این دسته از مواد است. در نتیجه نیاز است که پاسخ کلی کامپوزیت‌های تقویت شده با نانولوله‌ی کربنی را به عنوان جزیی از یک سازه‌ی واقعی مشاهده کرد. بنابراین هدف پژوهش حاضر، مطالعه‌ی اثر نانولوله‌ی کربنی بر پاسخ ارتعاشی سازه‌های نانوکامپوزیتی و تعیین استراتژی و روش تحلیل این دسته از مسائل مهندسی بوده است.»
دکتر محمود حشمتی در خصوص اهمیت این موضوع عنوان کرد: «واضح است که استفاده از این نانوساختارها به عنوان جزیی از یک سازه‌ی واقعی، هدف نهایی توسعه‌ی این دسته از مواد است. در نتیجه نیاز است که پاسخ کلی کامپوزیت‌های تقویت شده با نانولوله‌ی کربنی را به عنوان جزیی از یک سازه‌ی واقعی مشاهده کرد. بنابراین هدف پژوهش حاضر، مطالعه‌ی اثر نانولوله‌ی کربنی بر پاسخ ارتعاشی سازه‌های نانوکامپوزیتی و تعیین استراتژی و روش تحلیل این دسته از مسائل مهندسی بوده است.»
وی در ادامه افزود: «در این راستا، یک مدل آماری دو مقیاسی برای محاسبه‌ی خواص مکانیکی نانوکامپوزیت‌های تقویت شده با نانولوله‌های کربنی ارائه شده است. همچنین بر اساس داده‌های تجربی، تابع‌های احتمال توزیع پارامترهای مرتبط معرفی شده‌اند. در نهایت نیز اثر پارامترهای مختلف بر ارتعاشات سازه‌های نانوکامپوزیتی تقویت شده با نانولوله‌های کربنی بررسی شده است.»
به گفته‌ی این محقق، در این کار یک استراتژی روشن و مدل دقیق برای تحلیل این دسته از کامپوزیت‌ها ارائه شده است که در آن کلیه عدم قطعیت‌های مربوط به این نانوکامپوزیت‌ها به حساب آورده شده است. مدل ارائه شده، پیش بینی دقیقی از رفتار سازه‌های نانوکامپوزیتی را به دست می‌دهد. علاوه بر آن راهکارهایی جهت استفاده‌ی بهینه از نانومواد و جلوگیری از هدر رفت مواد و هزینه‌ها در ساخت نانوکامپوزیت‌ها پیشنهاد شده است.
این نتایج کاربردهای زیادی در صنایع هوافضا، خودروسازی و سازه‌های مکانیکی دارند و یا در ابعاد کوچکتر می‌توانند در ساخت حسگرها، میکروعملگرها و میکروسکوپ‌ها مورد استفاده قرار گیرند.
حشمتی در ادامه، موارد مطالعه شده در این تحقیق را ذکر کرد و افزود: «در مطالعه‌ی حاضر اثر ساختار نانولوله‌های کربنی شامل طول، قطر، حالت موجی شکل و خوشه‌ای شدن بر ارتعاشات تیرهای پلیمری تقویت شده با نانولوله‌های کربنی بررسی شده است. برای این منظور، با استخراج تابع‌های احتمال توزیع تصادفی پارامترهای دخیل در نانوکامپوزیت‌ها و به کمک شبیه سازی مونت-کارلو، خواص مکانیکی نانولوله‌ی موجی شکل استخراج شده و در نهایت یک مدل آماری دو مقیاسی برای محاسبه خواص مکانیکی نانوکامپوزیت‌های تقویت شده با نانولوله‌های کربنی ارائه شده است. نتایج به دست آمده نشان داده که همه‌ی عوامل ذکر شده تأثیر قابل ملاحظه‌ای بر پاسخ ارتعاشی نانوکامپوزیت‌های تقویت شده با نانولوله‌های کربنی دارد.»
دکتر محمود حشمتی، عضو هیأت علمی دانشگاه صنعتی کرمانشاه، دکتر محمد حسین یاس، عضو هیأت علمی دانشگاه رازی کرمانشاه، و دکتر فرهنگ دانشمند، عضو هیأت علمی دانشگاه شیراز و استاد مدعو در دانشگاه مک گیل کانادا، در انجام این کار همکاری داشته‌اند. نتایج این طرح در مجله‌ی Composite Structures (جلد ۱۲۵، شماره ۱، سال ۲۰۱۵، صفحات ۴۳۴ تا ۴۴۸) به چاپ رسیده است.
به گفته‌ی این محقق، در این کار یک استراتژی روشن و مدل دقیق برای تحلیل این دسته از کامپوزیت‌ها ارائه شده است که در آن کلیه عدم قطعیت‌های مربوط به این نانوکامپوزیت‌ها به حساب آورده شده است. مدل ارائه شده، پیش بینی دقیقی از رفتار سازه‌های نانوکامپوزیتی را به دست می‌دهد. علاوه بر آن راهکارهایی جهت استفاده‌ی بهینه از نانومواد و جلوگیری از هدر رفت مواد و هزینه‌ها در ساخت نانوکامپوزیت‌ها پیشنهاد شده است.
این نتایج کاربردهای زیادی در صنایع هوافضا، خودروسازی و سازه‌های مکانیکی دارند و یا در ابعاد کوچکتر می‌توانند در ساخت حسگرها، میکروعملگرها و میکروسکوپ‌ها مورد استفاده قرار گیرند.
حشمتی در ادامه، موارد مطالعه شده در این تحقیق را ذکر کرد و افزود: «در مطالعه‌ی حاضر اثر ساختار نانولوله‌های کربنی شامل طول، قطر، حالت موجی شکل و خوشه‌ای شدن بر ارتعاشات تیرهای پلیمری تقویت شده با نانولوله‌های کربنی بررسی شده است. برای این منظور، با استخراج تابع‌های احتمال توزیع تصادفی پارامترهای دخیل در نانوکامپوزیت‌ها و به کمک شبیه سازی مونت-کارلو، خواص مکانیکی نانولوله‌ی موجی شکل استخراج شده و در نهایت یک مدل آماری دو مقیاسی برای محاسبه خواص مکانیکی نانوکامپوزیت‌های تقویت شده با نانولوله‌های کربنی ارائه شده است. نتایج به دست آمده نشان داده که همه‌ی عوامل ذکر شده تأثیر قابل ملاحظه‌ای بر پاسخ ارتعاشی نانوکامپوزیت‌های تقویت شده با نانولوله‌های کربنی دارد.»
دکتر محمود حشمتی، عضو هیأت علمی دانشگاه صنعتی کرمانشاه، دکتر محمد حسین یاس، عضو هیأت علمی دانشگاه رازی کرمانشاه، و دکتر فرهنگ دانشمند، عضو هیأت علمی دانشگاه شیراز و استاد مدعو در دانشگاه مک گیل کانادا، در انجام این کار همکاری داشته‌اند. نتایج این طرح در مجله‌ی Composite Structures (جلد ۱۲۵، شماره ۱، سال ۲۰۱۵، صفحات ۴۳۴ تا ۴۴۸) به چاپ رسیده است.
