مهندسی مکانیک مدرس

مهندسی مکانیک مدرس

پارامترهای موثر در مدلسازی مدول یانگ صفحه گرافن

نویسندگان
1 دانشکده مهندسی مکانیک، استاد
2 دانشکده مهندسی مکانیک
3 دانشکده شیمی
چکیده
در این تحقیق تاثیر پارامترهای مختلف بر روی مدلسازی مدول یانگ صفحه گرافن بررسی شده است. از جمله می توان به ضخامت تک لایه گرافن، نوع بارگذاری و شرایط مرزی صفحه گرافن، در نظر گرفتن تاثیر اتم های غیرمجاور بر یکدیگر، نوع المان برای پیوند کربن-کربن، خواص مکانیکی پیوند کربن-کربن و ابعاد صفحه گرافن اشاره کرد. در این تحقیق مشاهده شد که ضخامت تک لایه گرافن و نوع المان در نظر گرفته شده در نرم افزار اجزای محدود برای پیوند کربن-کربن در مدلسازی مدول یانگ صفحه گرافن موثر می باشند. ضمنا تفاوت در نوع بارگذاری و شرایط مرزی صفحه گرافن تاثیر چندانی روی مدول یانگ صفحه گرافن نمی گذارد و می توان رفتار صفحه گرافن را ایزوتروپیک در نظر گرفت. همچنین در نظر گرفتن تاثیر اتم های غیر مجاور روی یکدیگر باعث افزایش زمان محاسبه و دقت بیشتر در محاسبات می شود. در نظر گرفتن خواص مکانیکی تیرهای نسبت داده شده به پیوندهای کربن-کربن نیز پارامتر مهمی در مدل کردن مدول یانگ صفحه گرافن می باشد. در خصوص ابعاد صفحه گرافن، مشاهده شد که وقتی طول و عرض صفحه گرافن از یک نانومتر کوچکتر شود، تاثیر ابعاد صفحه گرافن بر روی مدول یانگ صفحه گرافن زیاد می شود.
کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله English

Effective parameters in modeling of graphene sheet Young’s modulus

چکیده English

In this research, the effects of different parameters on simulation of Young’s modulus of a Graphene sheet are studied. In simulation of Young’s modulus of Graphene sheet, different parameters such as the thickness of a single layer of Graphene, type of loading and boundary conditions, effects of interactions non-neighbor atoms, type of element for carbon-carbon bond, mechanical properties of carbon-carbon bond and the size of the Graphene sheet influence the results. It was found that the thickness of a single layer Graphene and the type of element are effective parameters. Moreover, the type of loading and boundary conditions did not influence the Young’s modulus of the Graphene sheet. Therefore, the Graphene sheet can be considered as an isotropic material. Considering the effects of interactions of non-neighbor atoms increases the run-time and improves the accuracy of calculations. Mechanical properties of carbon-carbon bond are important parameters and must be chosen carefully. Also, it has been observed that when the length and width of the Graphene sheet are smaller than one nanometer, the size of Graphene sheet has a great influence on the Young’s modulus.

کلیدواژه‌ها English

Graphene؛nano؛young&rsquo
s modulus؛thickness؛Boundary conditions؛carbon-carbon bond