Modares Mechanical Engineering
مهندسی مکانیک مدرس
Modares Mechanical Engineering
Engineering & Technology
http://mme.modares.ac.ir
1
admin
1027-5940
2476-6909
10.22034/mme
fa
jalali
1395
11
1
gregorian
2017
2
1
16
12
online
1
fulltext
fa
تحلیل پایداری دینامیکی نانولولههای کربنی تحت بارگذاری ترکیبی استاتیکی و متناوب محوری با استفاده از روش فلوکت - لیاپانوف
Dynamic stability analysis of CNTs under combined static and periodic axial loads using Floquet–Liapunov theory
در این مقاله تحلیل پایداری دینامیکی نانولولههای کربنی تکلایه و دولایه روی بستر الاستیک تحت بار ترکیبی استاتیکی و متناوب دینامیکی محوری با استفاده از روش-های فلوکت-لیاپانوف و روش دامنه محدود مورد مطالعه قرار گرفته است. برای این منظور با در نظر گرفتن حضور نیروهای وندروالسی بین لایهها و استفاده از مدل تیر اویلر-برنولی، معادلات حاکم بر رفتار دینامیکی نانولولههای کربنی دولایه استخراج شده است. سپس با بهکارگیری از روش گالرکین به همراه توابع شکل مثلثاتی، معادلات پارهای استخراجشده برای نانولولههای کربنی با تکیهگاه ساده به معادلات دیفرانسیل معمولی با فرم معادلات متیو-هیل تبدیل شد. در ادامه با حل معادلات حاکم با استفاده از روش فلوکت-لیاپانوف به همراه روش انتگرالگیری عددی رانگ-کوتا با ضرایب گیل اثرات پارامترهایی شامل تعداد لایه، ضریب بستر الاستیک، فرکانس تحریک و ترکیب فرکانسهای تحریک بر ناپایداری نانولولههای کربنی تکلایه و دولایه مورد تحلیل قرار گرفت. با مقایسه نتایج پیشبینی شده از روش فلوکت-لیاپانوف در تعیین نواحی پایدار و ناپایدار با نتایج روش تحلیل دامنه محدود تطابق بسیار خوبی مشاهده شد. نتایج حاصل از تحلیل ناپایداری دینامیکی نانولههای کربنی تکلایه و دولایه نشان می-دهد که با افزایش تعداد لایهها، طول نانولوله و ضریب بستر الاستیک سیستم به سمت پایداری بیشتر میل میکند. همچنین با افزایش فرکانس تحریک ناپایداری سیستم افزایش مییابد.
The dynamic stability of single-walled carbon nanotubes (SWCNT) and double-walled carbon nanotubes (DWCNT) embedded in an elastic medium subjected to combined static and periodic axial loads are investigated using Floquet–Lyapunov theory and bounded solution theory. An elastic Euler- Bernoulli beam model is utilized in which the nested slender nanotubes are coupled with each other through the van der Waals (vdW) interlayer interaction. The Galerkin’s approximate method on the basis of trigonometric mode shape functions is applied to reduce the coupled governing partial differential equations to a system of the extended Mathieu-Hill equations. Applying Floquet–Lyapunov theory and Rung-Kutta numerical integration method with Gill coefficients, the influences of number of layer, elastic medium, exciting frequency and combination of exciting frequency on the instability conditions of SWCNTs and DWCNTs are investigated. A satisfactory agreement can be observed by comparison between the predicted results of Floquet–Lyapunov theory with bounded solutions theory ones. Based on results, increasing the number of layers, and elastic medium, dynamic stability of SWCNTs and DWCNTs surrounding elastic medium increase. Moreover, the instability of CNTs increases by increasing the exciting frequency.
پایداری دینامیکی,نانولولههای کربنی,بارگذاری دینامیکی محوری,تئوری فلوکت-لیاپانوف,تئوری حل دامنه محدود
Dynamic Stability,Carbon nanotubes,Axial Dynamic Load,Floquet–Lyapunov Theory,Bounded Solution Theory
365
372
http://mme.modares.ac.ir/browse.php?a_code=A-15-1000-6178&slc_lang=fa&sid=15
Habib
Ramezannejad Azarboni
حبیب
رمضان نژاد آزاربنی
100319475328460065562
100319475328460065562
Yes
Assistant Professor of islamic azad university of ramsar
استادیار دانشگاه آزاد اسلامی واحد رامسر
Reza
Ansari
رضا
انصاری
100319475328460065534
100319475328460065534
No
Associate Professor of guilan university
دانشیار دانشگاه گیلان