مهندسی مکانیک مدرس

مهندسی مکانیک مدرس

بررسی رفتار نانولوله های کربنیِ خمیده بربستر الاستیک تحت توزیع سینوسی بار با استفاده از نظریه الاستیسیته ناموضعی

نویسندگان
1 دانشگاه صنعتی مالک اشتر
2 استاد دانشکده مکانیک،دانشگاه صنعتی شریف
3 دانشگاه صنعتی شریف
چکیده
با پیشرفت روزافزون تکنولوژی، به کارگیری نانولوله های کربنی در ساخت بسیاری از تجهیزات، بطور وسیعی گسترش یافته است. از جمله کاربردهای آن می توان به انواع حسگرها، نانوماشین ها، صنایع هوافضا و صنایع نفت و پتروشیمی اشاره نمود. با توجه به اهمیت و گستردگی کاربرد نانو لوله های کربنی، بررسی و شناخت رفتار آنها بسیار حائز اهمیت است. نانو لوله های کربنی بصورت طبیعی در ساختار دارای کمی انحنا هستند، بنابراین در بسیاری از موارد تحت نیروهای جانبی متنوعی قرار می گیرند. در این پژوهش، بر پایه تئوری الاستیسیته ناموضعی رفتار نانولوله های کربنی خمیده با شرایط بستر الاستیک و توزیع سینوسی بار جانبی، مورد مطالعه قرار گرفته است. برای این نانو لوله خمیده با به کارگیری نظریه الاستیسیته ناموضعی، امکان وقوع رفتار فروجهش و منشعب شدن مورد بررسی قرار گرفته و نمودارهای متناظر رسم شده است. به منظور بدست آوردن بارهای بحرانی، معادلات پایداری مورد نیاز استخراج شده است. در نهایت نتایج بدست آمده از نظریه کلاسیک با نتایج نظریه ناموضعی مقایسه شده اند و مشاهده گردیده که ضریب مقیاس بی بعد شده (λ)، بر امکان رخداد کمانش و نوع آن برای کمان مورد بررسی، اثری کلیدی دارد. با توجه به نتایج به دست آمده و نمودارهای رسم شده، در اکثر موارد، افزایش ضریب مقیاس بدون بعد، شانس رخداد پدیده منشعب شدن را افزایش داده و در برخی شرایط دیگر به گذار پدیده کمانش فرو جهش به پدیده منشعب شدن کمک کرده که این در واقع به منزله کاهش شانس رخداد پدیده فروجهش است.
کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله English

Investigation of curved shaped carbon nano tubes behavior on an elastic foundation due to sinusoidal load using nonlocal elasticity theory

نویسندگان English

Behruz Shahriari 1
Mohammad Taghi Ahmadian 2
Vahid Ghorbanian Kerdabadi 3
چکیده English

As regards to daily developments in technology, applications of carbon nano tubes (CNTs) in manufacturing of many devices and equipment are widely promoted. Many sensors, nanomachines, and enhancement of oil, petrochemical and aerospace technologies are some of CNTs applications. With regard to importance and a wide range of these applications, recognition and investigation of CNTs behavior is extremely significant. CNTs have a little curvature naturally, hence they are predominantly subjected to different transverse loads. In this research, based on nonlocal elasticity theory, possibility of snap_through and bifurcation behaviors of arch shaped CNTs due to sinusoidal load distribution and on elastic foundation, are investigated and corresponding graphs are plotted. To obtain buckling critical loads, essential stability equations are derived. Finally the results of classic theory are compared with the results of nonlocal theory and it is indicated that the dimensionless scale parameter(λ), has a key effect on possibility of happening of the buckling and its type. According to the results and plotted graphs, in most cases, increase in dimensionless scale parameter(λ) has leaded to increase the possibility of bifurcation phenomena and some other cases, helped to transition from snap_through to bifurcation, meaning that the possibility of happening of the snap_through phenomena has been declined.

کلیدواژه‌ها English

Nanoelectromechanical systems (NEMs)
carbon nano tubes
Stability
Buckling
nonlocal elasticity theory