۲۰ نتیجه برای انصاری خلخالی
رضا انصاری خلخالی، منصور درویزه، ابوالفضل درویزه، علی علی جانی،
دوره ۱۱، شماره ۴ - ( ۱۲-۱۳۹۰ )
چکیده
در این مطالعه رفتار غیرخطی هندسی تیر با فرض ثابت بودن خواص مادی جسم، به کمک روش المان محدود مورد بررسی قرار می‌گیرد. به منظور مطالعه رفتار تیر دو رهیافت ارائه میگردد ؛ در رهیافت اول ، تیر با المانهای یک بعدی مرتبه دو مدلسازی شده و بر پایه روابط مکانیک محیط پیوسته و با بکارگیری یک استراتژی لاگرانژی (اولیه) فرمولبندی میشود در صورتیکه رهیافت دوم با استراتژی اویلری (ثانویه) و به کمک المانهای دوبعدی رفتار غیرخطی تیر را بیان می‌نماید. در هر دو رهیافت با تعیین گرادیان تغییر شکل؛ وضعیت ثانویه، کرنشها و تنش های موجود در تیر بدست می آیند.
آزاده ارژنگ پی، رضا انصاری خلخالی، منصور درویزه،
دوره ۱۳، شماره ۳ - ( ۳-۱۳۹۲ )
چکیده
دراین مقاله ارتعاشات آزاد پوسته ی استوانه ای متشکل از مواد هدفمند یا موادی با خواص تابعی(FGM) بررسی شده است. در تحلیل به کاررفته، معادلات میدان جابجایی بر مبنای تئوری دانل و فرضیه تغییر شکل برشی مرتبه اول استخراج گردیده و ﭘوﺳته ی مورد نظر از ترکیب پیوسته سرامیک و فلز فرض شده است. لذا مشخصات مکانیکی ماده¬ی تشکیل دهندهپوسته ی استوانه ای با فرض مدرج بودن، مطابق با توزیع کسر حجمی توانی در راستای ضخامت تغییر می نماید. معادلات حاکم بر پوسته به صورت عددی و با استفاده از روش بدون المان محلی پتروف گلرکین یا به اختصارMLPG حل شده اند. بدین منظور، فرم جدیدی از تابع تغییر در نظر گرفته شده که منجر به دستیابی ماتریسهای جرم و سفتی گردیده و در نتیجه فرکانس طبیعی پوسته تحت شرایط تکیه گاهی مختلف محاسبه شده است. اثر تغییرات کسرهای حجمی، مشخصات هندسی پوسته و شرایط تکیه گاهی مختلف، مورد مطالعه قرار گرفته و نتایج به خوبی گواه بر همگرایی و دقت بالا در روش بکار گرفته شده است.
سینا ملک پور، رضا انصاری خلخالی، منصور درویزه، مصطفی صادقی،
دوره ۱۴، شماره ۵ - ( ۵-۱۳۹۳ )
چکیده
از آنجایی که کالگوژنهای عناصر واسطه، نانوموادی مقاوم برای تحمل کرنش‌های بزرگ بدون شکست هستند؛ کاربرد آنها در نانوابزارهای انعطافپذیر الکترونیکی جدید بسیار مورد توجه است. تنگستن دی سولفید یکی از نانوساختارهای متعلق به این دسته از نانومواد است که خواص الکتریکی، اپتیکی و سنسوری خاصی دارد و به علت داشتن ساختار غیر صفحه ای، پاسخ‌های جالبی تحت کرنش‌های صفحهای مختلف از خود نشان میدهد. در این مقاله خواص مکانیکی نانوساختار تک لایهی تنگستن دی سولفید مثل مدول یانگ، مدول بالک، مدول برشی و نسبت پواسون، با استفاده از نظریهی تابعیت چگالی، و بر اساس تقریب گرادیان موضعی یا عمومی مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج نشان می‌دهند که مقدار خواص الاستیک نانوساختار تنگستن دی سولفید، کمتر از مقدار خواص نانوصفحات گرافن و برننیتراید میباشد، اما نسبت پواسون آن از دو نانوصفحهی گرافن و برننیتراید بیشتر است. مشاهده میشود که به دلیل ساختار ویژهی تنگستن دی سولفید، ضخامت این نانوصفحه (فاصلهی بین دو اتم گوگرد-گوگرد)، طول پیوند تنگستن-گوگرد و زاویه‌ی گوگرد- تنگستن- گوگرد تحت انواع کرنش‌های مختلف تغییر میکنند. همچنین، در حالت کرنش دومحوره، میزان تغییرات سه پارامتر طول پیوندی، ضخامت و زاویه‌ی خمشی نسبت به حالتهای کرنش تکمحوره و برشی بیشتر است.
امیر نوروززاده، رضا انصاری خلخالی، منصور درویزه،
دوره ۱۴، شماره ۱۱ - ( ۱۱-۱۳۹۳ )
چکیده
تیرهای متحرک محوری بطور گسترده‌ای در صنایع مختلف حضور داشته و در بسیاری از مسائل مهندسی مکانیک از اهمیت خاصی برخوردار هستند. در این مقاله، ارتعاشات اجباری غیرخطی تیر متحرک محوری تحت اثر نیروی هارمونیک و در محیط حرارتی مورد بررسی قرار گرفته است. از تئوری تیر تیموشنکو برای مدلسازی تیر متحرک محوری بهره گرفته شده است تا بتوان اثرات تغییر شکل برشی عرضی و همینطور اینرسی چرخشی را لحاظ کرد. معادلات غیرخطی حاکم بر رفتار سیستم با کمک اصل همیلتون استخراج شده‌اند. سپس این معادلات و شرایط مرزی مورد نظر با روش تربیع دیفرانسیلی تعمیم یافته و با استفاده از اپراتورهای ماتریسی مشتق‌گیر آن گسسته-سازی شده و معادلات مشتقات جزئی موجود به معادلات دیفرانسیل معمولی تبدیل شده‌اند. به منظور مطالعه پاسخ فرکانسی سیستم از روش تعادل هارمونیک برای حل معادلات گسسته‌سازی شده استفاده گردیده است. همچنین پاسخ‌های زمانی تیر متحرک محوری با روش رانگ‌کوتا بدست آمده است. در یک بررسی موردی، تاثیر پارامترهای مختلف اعم از سرعت محوری، نیروی عرضی وارد بر تیر، ضریب میرایی و اختلاف دما در پاسخ‌های فرکانسی تیر متحرک محوری با شرایط مرزی تکیه‌گاه ساده در دو انتها بررسی شده است. نتایج حاصل نشان میدهد که رفتار دینامیکی سیستم تحت تاثیر هر یک از عوامل ذکر شده تغیرات قابل توجهی از خود نشان میدهد.
سیده طلیعه پوراشرف، رضا انصاری خلخالی،
دوره ۱۴، شماره ۱۶ - ( ويژه‌نامه چهارم ۱۳۹۳ )
چکیده
در این پژوهش، برای تحلیل ارتعاشات واداشته غیرخطی نانوتیرهای ساخته‌شده از مواد هدفمند در محیط حرارتی با درنظر گرفتن اثرات تنش سطحی و تئوری الاستیسیته غیرموضعی، یک روش حل دقیق پیشنهاد شده است. فرض میگردد که خواص فیزیکی نانوتیرهای ساخته شده از مواد هدفمند بر مبنای قانون پخش توانی در راستای ضخامت تغییر کنند. معادله حرکت غیرخطی و شرایط مرزی متناظر، با استفاده از اصل همیلتون بر مبنای تئوری تیر اویلر-برنولی استخراج میشود. با استفاده از تئوری‌های الاستیسیته گورتین-مورداک و ارینگن، به ترتیب اثرات تنش سطحی و اثرات غیرموضعی در معادلات به‌دست آمده به‌کار گرفته شدند. به منظور حل مسأله نیز، ابتدا روش گلرکین برای کاهش معادله دیفرانسیل حاکم غیرخطی با مشتقات جزئی به یک معادله دیفرانسیل غیرخطی معمولی به‌کار گرفته میشود. این معادله جدید با استفاده از روش اغتشاشات مقیاس‌های چندگانه به صورت تحلیلی حل میگردد. در قسمت نتایج، اثرات پارامترهای مختلف شامل شاخص قانون توانی، تنش سطحی، پارامتر غیرموضعی، شرایط مرزی و تغییرات دما بر پاسخ ارتعاشات واداشته غیرخطی نانوتیرها مورد بررسی قرار می‌گیرد. همچنین، نتایج تئوری‌های الاستیسیته کلاسیک، گورتین-مورداک و ارینگن با یکدیگر مقایسه می‌شوند. نشان داده میشود که با کاهش ضخامت، اثر تنش سطحی سبب تعدیل ویژگی غیرخطی سخت شوندگی نانوتیر میگردد و این تأثیر در ضخامت‌های پایین بسیار مشهود است. همچنین، می‌توان دریافت که با افزایش پارامتر غیرموضعی، رفتار غیرخطی سخت شوندگی نانوتیر تشدید میشود.
رضا انصاری خلخالی، محمدکاظم حسن زاده اقدم،
دوره ۱۵، شماره ۱ - ( ۱-۱۳۹۴ )
چکیده
در این پژوهش، یک مدل تحلیلی میکرومکانیکی سه بعدی بمنظور بررسی اثرات توزیع اتفاقی و منظم نانوذرات سیلیکا بر خواص ترمو-الاستیک و ویسکوالاستیک نانوکامپوزیت‌های زمینه پلیمری ارایه میشود. برای این مدل میکرومکانیکی یک المان حجمی نماینده نانوکامپوزیت از سه فاز شامل نانوذرات سیلیکا، زمینه پلیمری و فاز میانی، درنظر گرفته میشود. چون خواص ماده زمینه پلیمری در نزدیکی نانوذرات سیلیکا بدلیل واکنش بین دو فاز تقویت و زمینه متفاوت از خواص کلی آن پلیمر است، این بخش بعنوان فاز میانی با ضخامت و خواص مشخص در مدلسازی میکرومکانیکی در نظر گرفته میشود. برای شبیهسازی توزیع اتفاقی نانوذرات سیلیکا، هندسه المان حجمی نانوکامپوزیت به c×r×h نانوسلول مکعبی در سه بعد تقسیم میشود. شرایط اتصال کامل بین اجزای سازنده المان حجمی نانوکامپوزیت درنظر گرفته میشود. بمنظور بررسی خواص ترمو-الاستیک نانوکامپوزیت، فرض میشود که رفتار هر سه فاز المان حجمی نماینده بصورت همگن و ایزوتروپ باشد. نتایج خواص ترمو-الاستیک بدست آمده با مدل میکرومکانیکی حاضر با توزیع اتفاقی نانوذرات سیلیکا به داده‌های تجربی نزدیکتر میباشد. بمنظور بررسی خواص ویسکوالاستیک نانوکامپوزیت، رفتار نانوذرات سیلیکا بصورت الاستیک خطی و رفتار زمینه پلیمری و فاز میانی بعنوان یک ماده ویسکوالاستیک خطی فرض میشود. با استفاده از مدل میکرومکانیکی ارایه شده، اثرات تغییر خواص ویسکوالاستیک مواد فاز میانی و اندازه نانوذرات بر پاسخ نانوکامپوزیت بررسی میشود. همچنین، رفتار خزشی نانوکامپوزیت تحت سطوح مختلف تنش مورد مطالعه قرار می‌گیرد.
حکیمه علیزاده، رضا انصاری خلخالی،
دوره ۱۵، شماره ۲ - ( ۲-۱۳۹۴ )
چکیده
وقتی ضخامت تیر یک‌سرگیردار به میکرون تقلیل مییابد، رفتار مکانیکی تیر تحت تاثیر ابعاد ماده و مقیاس طول داخلی قرار می‌گیرد. هدف از این مقاله، تحلیل خمش میکرو تیر یک‌سرگیردار و ارائه رابطه‌ای برای خیز تیر ذکر شده با استفاده از تئوری پلاستیسیته گرادیان کرنش چن – ونگ میباشد. مدل تیر مورد استفاده برای شبیه سازی سازه تیر، مدل اویلر- برنولی است که در سه حالت الاستیک، صلب – پلاستیک و الاستو پلاستیک مورد تحلیل قرار گرفته است و روابط دقیقی برای کرنش‌های الاستیک و پلاستیک ارائه شده‌است. خیز تیر برای هر سه حالت، به ازای طول مشخصه های مختلف و بارگذاری‌های متفاوت بدست آمده است و نتایج حاصل با یکدیگر و نیز با نتایج حاصل از تجربیات آزمایشگاهی مقایسه شده و تحلیل‌هایی ارائه شده‌اند. همچنین نتایج حاصل از تئوری کلاسیک برای مشخص کردن ناتوانی این تئوری در پیش-بینی دقیق رفتار مواد در اندازه‌های میکرون یا پایین‌تر نیز رسم‌شده‌اند. نتایج بدست آمده نشان دهنده وابستگی جواب‌ها به حدود ابعاد و طول مشخصه می باشد. همچنین مقایسه نتایج حاصل از این تحقیق و نتایج تجربی، نشان‌دهنده صحت تقریبی تئوری گرادیانی به‌کار گرفته شده است.
رضا رجبیه فرد، ابوالفضل درویزه، منصور درویزه، رضا انصاری خلخالی، حامد صادقی،
دوره ۱۵، شماره ۲ - ( ۲-۱۳۹۴ )
چکیده
کمانش پلاستیک دینامیکی پوسته‌های استوانه‌ای دایروی تحت ضربه محوری در حالت متقارن مورد بررسی قرار گرفته است و با استفاده از معیار تسلیم ون میسز، روابط ساختاری بین نموهای تنش و نموهای کرنش برای پوسته استوانه‌ای از ماده الاستیک-پلاستیک، با رفتار کرنش سختی خطی استخراج گردیده است. معادلات دینامیکی غیر خطی پوسته استوانه‌ای با استفاده از روش تفاضل محدود برای سه حالت از شرایط مرزی و دو نوع بارگذاری حل شده‌اند. دو نوع بارگذاری بصورت پوسته استوانه‌ای ساکن تحت ضربه محوری و پوسته استوانه‌ای متحرک همراه با جرم وصل شده تحت برخورد به دیوار صلب، در نظر گرفته شده است. رشد و گسترش کرنش‌های محوری و جانبی و همچنین شکل کمانش پوسته‌های استوانه‌ای از نقطه نظر انتشار موج تنش برای شرایط مرزی و بارگذاری‌های مختلف مورد بررسی قرار گرفته است. بررسی‌های صورت گرفته نشان میدهد که بعد از رسیدن موج تنش پلاستیک به انتهای آزاد، کل پوسته تحت تغییر شکل پلاستیک قرار می‌گیرد. ضمناً مشخص گردید، کوتاه‌شدگی و جذب انرژی مستقل از شرایط مرزی و نوع بارگذاری می‌باشند. شکل کمانش پوسته‌های استوانه‌ای وابسته به شرایط مرزی و نوع بارگذاری بوده و نیروی بیشینه در انتهای آزاد و تحت ضربه مستقل از شرایط مرزی و وابسته به نوع بارگذاری است. نتایج تئوری حاضر با نتایج تجربی مقایسه شده و مشخص گردید که تطابق خوبی بین این نتایج برقرار می-باشد.
رضا انصاری خلخالی، جلال ترابی،
دوره ۱۵، شماره ۳ - ( ۳-۱۳۹۴ )
چکیده
در این مقاله، ارتعاشات آزاد پوسته‌های استوانه‌ای ساخته شده از کامپوزیت‌های مدرج تابعی تقویت شده با نانو لوله‌های کربنی تحت بارگذاری حرارتی و احاطه شده توسط بستر الاستیک مورد بررسی قرار گرفته است. توزیع نانو لوله‌های کربنی در راستای ضخامت پوسته کامپوزیتی به دو صورت یکنواخت و مدرج تابعی در نظر گرفته شده است. بستر الاستیک به صورت مدل پسترناک در نظر گرفته شده است که در این مدل علاوه بر ثابت فنری نوع وینکلر، ثابت برشی نیز لحاظ میگردد. اثر بارگذاری حرارتی به صورت وجود تنش‌های اولیه در نظر گرفته شده است. معادلات حاکم با استفاده از اصل همیلتون و بر اساس تئوری برشی مرتبه اول و در نظر گرفتن روابط کرنش-تغییر مکان سندرز و دانل به دست آمده است. معادلات حاکم با استفاده از روش تفاضل مربعات تعمیم یافته در راستای طولی و یک عملگر مشتق‌گیر متناوب در راستای محیطی، گسسته سازی شده است. در ابتدا نتایج حاضر با نتایج موجود اعتبار سنجی شده است. سپس تاثیر پارامترهای مختلف از جمله بارگذاری حرارتی، شرایط مرزی مختلف، بستر الاستیک و شرایط هندسی متفاوت بر روی فرکانس طبیعی سازه مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج نشان میدهد که وجود بستر الاستیک و بارگذاری حرارتی اولیه به ترتیب باعث افزایش و کاهش فرکانس طبیعی بی‌بعد میشود.
رضا انصاری خلخالی، امیر نورورززاده، راهب غلامی،
دوره ۱۵، شماره ۳ - ( ۳-۱۳۹۴ )
چکیده
در مطالعه حاضر، ارتعاشات نانولوله کربنی که در آن سیال داخلی با سرعت ثابت در جریان بوده و نیروی گسترده خارجی به صورت هارمونیک به آن اعمال میشود مورد تحقیق قرار گرفته است. همچنین در اطراف این نانولوله یک بستر الاستیک ویسکو-پاسترناک تعبیه شده است و شرایط مرزی نانولوله نیز در دو انتها تکیه‌گاه ساده میباشد. به منظور تحلیل این سیستم و در نظر گرفتن اثرات اندازه کوچک در پاسخ‌های بدست آمده، از تئوری تنش کوپل استفاده شده و برای مدلسازی نانولوله، تئوری تیر تیموشنکو به کار گرفته شده است. با در نظر گرفتن تمامی انرژی‌های موجود در سیستم و کار نیروهای خارجی وارد بر آن، اصل همیلتون نوشته شده و معادلات غیرخطی حرکت سیستم به دست آمده است. در ادامه برای تبدیل معادلات با مشتقات جزئی نتیجه شده به معادلات دیفرانسیل معمولی، از روش تربیع دیفرانسیلی تعمیم یافته کمک گرفته شده و دامنه تیر گسسته‌سازی شده است. برای تحلیل پاسخ‌های فرکانسی نانولوله از بسته مت‌کانت در نرم‌افزار متلب استفاده شده است. برای این منظور و با به کار گیری تبدیلات مناسب، معادلات دیفرانسیلی مرتبه دوم موجود به معادلات مرتبه اول تبدیل شده‌اند. بدین ترتیب تاثیرات اندازه کوچک و به عبارتی تفاوت‌های تئوری حاضر با تئوری کلاسیک تیر تیموشنکو نشان داده میشود. علاوه بر آن اثرات ابعاد نانولوله، سرعت سیال، نیروی عرضی اعمالی و پارامترهای بستر الاستیک نیز بررسی شده است. مشاهده میشود که میزان و نحوه تاثیر هریک از این عوامل متفاوت میباشد و در مجموع پاسخ‌های فرکانسی نانولوله به شکل ملموسی به این تغییرات حساس است.
محمد فرجی اسکویی، رضا انصاری خلخالی،
دوره ۱۵، شماره ۵ - ( ۵-۱۳۹۴ )
چکیده
ریاضیات با مرتبه کسری شاخه‌ای از ریاضیات میباشد که در دهه‌های اخیر مورد توجه فراوان دانشمندان علوم مختلف از جمله مهندسی قرار گرفته است. از جمله کاربردهای این شاخه در مهندسی می‌توان به مدلسازی مواد ویسکوالاستیک توسط مشتقات با مرتبه کسری اشاره کرد. در این مقاله سعی شده است با وارد کردن ریاضیات کسری تحت عنوان معادله سازگاری مواد ویسکوالاستیک، در تئوری غیرموضعی، یک نانوتیر اویلر-برنولی ویسکوالاستیک با شرایط مرزی مختلف در دو انتها مدل شود. برای حل معادلات استخراج شده، مشخصات مواد مربوط به یک نانولوله کربنی در نظر گرفته شده است. با دو روش کاملا عددی و عددی- تحلیلی، پاسخ‌های زمانی مربوط به سیستم بدست آمده است. روش اصلی به‌کارگرفته شده یک روش کاملا عددی میباشد و در آن از ماتریسهای اپراتور مشتق‌گیر، برای گسسته‌سازی معادلات در حوزه مکان و زمان استفاده شده است. روش دوم برای اعتبارسنجی نتایج بدست‌آمده از روش قبل ارائه شده است، در این روش با استفاده از رهیافت گلرکین معادله مربوط به سیستم به یک معادله دیفرانسیل معمولی در حوزه زمان تبدیل شده است، سپس معادله حاصل با یک روش عددی انتگرال‌گیری مستقیم حل شده است. در انتها در یک بررسی موردی، تأثیر پارامترهای مختلف از جمله مرتبه کسری لحاظ شده، ضریب ویسکوالاستیسیته و ضریب تئوری غیرموضعی بر پاسخ‌های زمانی تیر اویلر-برنولی تحت شرایط مرزی مختلف مطالعه شده است.
رضا انصاری خلخالی، محمدکاظم حسن زاده اقدم، علی مشکور،
دوره ۱۵، شماره ۶ - ( ۶-۱۳۹۴ )
چکیده
بهبود چشمگیر خواص مکانیکی پلیمرهای تقویت شده با نانوذرات در درصد‌های حجمی نسبتا کم، سبب شده است که استفاده از نانوکامپوزیت‌های زمینه پلیمری افزایش یابد. وجود ناحیه فاز میانی بین نانوذرات و زمینه پلیمری دلیل اصلی افزایش خواص مکانیکی نانوکامپوزیت‌ها میباشد. در این تحقیق، با استفاده از یک مدل میکرومکانیکی بر مبنای سلول واحد، رفتار پرکولیشن خواص مکانیکی نانوکامپوزیت‌های پلیمری تقویت شده با نانوذرات مورد بررسی قرار می‌گیرد. المان حجمی نماینده نانوکامپوزیت از سه فاز شامل نانوذرات، زمینه پلیمری و فاز میانی تشکیل میشود. هندسه المان حجمی نانوکامپوزیت به c×r×h نانوسلول در سه بعد تقسیم شده و حالت توزیع نانوذرات در زمینه بصورت اتفاقی میباشد. اثرات ناحیه فاز میانی شامل ضخامت و مدول الاستیک و هندسه نانوذرات بر رفتار پرکولیشن نانوکامپوزیت تشریح میشود. نتایج مدلسازی نشان میدهد که با کاهش اندازه‌ی نانوذرات یا با افزایش نسبت منظر فاز تقویت، درصد حجمی بحرانی نانوکامپوزیت کاهش مییابد. نتایج پیش‌بینی شده با مدل میکرومکانیکی حاضر در تطابق خوبی با نتایج مدل‌های میکرومکانیکی دیگر می‌باشند. نتایج گزارش شده در این تحقیق می‌تواند جهت مدلسازی و طراحی بهینه نانوکامپوزیت‌های تقویت شده با نانوذرات با بالاترین صرفه اقتصادی مورد استفاده قرار بگیرد.
جلال ترابی، مجید بازدید وحدتی، رضا انصاری خلخالی،
دوره ۱۵، شماره ۱۰ - ( ۱۰-۱۳۹۴ )
چکیده
در این مقاله کمانش حرارتی پوسته‌های مخروطی ساخته شده از کامپوزیت‌های تقویت شده با توزیع هدفمند نانو لوله‌های کربنی مورد مطالعه قرار گرفته است. خواص مکانیکی موثر ماده نانو کامپوزیت با استفاده از قانون ترکیب اصلاح شده ارائه گردیده است. روابط حاکم بر اساس تئوری تغییر شکل برشی مرتبه اول و روابط کرنش-تغییر مکان غیرخطی دانل و با استفاده از اصل همیلتون استخراج شده است. با در نظر گرفتن حل غشایی معادلات تعادل در حالت خطی نیروهای پیش‌کمانش بدست آمده است. با بکارگیری روش تفاضل مربعات تعمیم یافته در راستای محوری و عملگر مشتق‌گیر متناوب در راستای محیطی معادلات پایداری گسسته‌سازی شده و دمای بحرانی کمانش محاسبه گردیده است. نتایج تحقیق حاضر با نتایج موجود در مقالات دیگر اعتبار سنجی شده و سپس تاثیر عوامل مختلف از جمله مقادیر کسر حجمی و نوع توزیع نانو لوله‌های کربنی، شرایط مرزی و پارامترهای هندسی بر کمانش حرارتی پوسته مخروطی نانو کامپوزیت بررسی شده است. نتایج نشان میدهد که مقادیر کسر حجمی و نوع توزیع نانو لوله‌های کربنی در راستای ضخامت تاثیر قابل توجهی بر پایداری حرارتی پوسته مخروطی ساخته شده از مواد نانو کامپوزیت دارد.
شهرام آجری، رضا انصاری خلخالی، منصور درویزه،
دوره ۱۶، شماره ۱ - ( ۱-۱۳۹۵ )
چکیده
به کمک شبیهسازی دینامیک مولکولی به تحلیل خواص ساختاری و ارتعاشات نانولولههای کربنی تک و دوجداره تحت جذب فیزیکی (عاملدار کردن) مولکول زیستی فلاوین مونو نوکلئوتید (FMN) پرداخته میشود و اثرات شرایط مرزی مختلف، درصد وزنی مولکول FMN، شعاع، تعداد جداره بر روی فرکانس طبیعی و تغییرات آن بررسی میگردد. با توجه به اینکه فرایند عاملدار سازی عموما در محیطهای آبی صورت میپذیرد، دو محیط خلا و آبی برای شبیهسازی در نظر گرفته شده است. در مطالعهی خواص ساختاری، با محاسبهی شعاع ژیراسیون ملاحظه میگردد که با افزایش تعداد مولکولهای FMN، شعاع ژیراسیون به صورتی خطی افزایش مییابد. همچنین، ملاحظه میگردد که وجود مولکولهای آب در محیط شبیهسازی باعث توزیع گستردهتر مولکولها در اطراف نانولوله میشود. عاملدارسازی نانولولههای کربنی فرکانس طبیعی نانولولههای کربنی را در محیط خلا، وابسته به شرایط مرزی، کاهش میدهد. این کاهش برای شرایط مرزی گیردار بسیار قابل توجهتر از نانولوله با شرط مرزی ساده و گیردار-آزاد میباشد در محیط آبی ملاحظه میگردد که برخلاف نانولولهها با شرایط مرزی گیردار و ساده، فرکانس طبیعی نانولولهها با شرایط گیردار-آزاد افزایش مییابد که مقدار تغییر فرکانس با افزایش تعداد مولکولهای FMN افزایش مییابد. همچنین مشاهده میشود که فرکانس نانولوله تکجداره با شعاع بزرگتر کاهش قابل توجهتری دارد. همچنین، حساسیت تغییرات میزان تغییر فرکانس با افزایش تعداد مولکولهای FMN برای نانولولهی دوجداره کمتر از تکجداره میباشد. همچنین ملاحظه گردید که میزان کاهش فرکانس با حضور مولکولهای آب به میزان قابل توجهی افزایش مییابد در حالی که با افزایش تعداد مولکولها، این تغییرات قابل توجه نمیباشد.
ابوالفضل درویزه، رضا انصاری خلخالی، محمدجواد محمودی، محمدکاظم حسن زاده اقدم،
دوره ۱۶، شماره ۱ - ( ۱-۱۳۹۵ )
چکیده
در این پژوهش، از یک مدل میکرومکانیکی تحلیلی بر مبنای روش سلول واحد جهت مطالعه اثرات فاز میانی بر پاسخ ویسکوالاستیک غیرخطی کامپوزیت‌های زمینه پلیمری چندفازی استفاده میشود. المان حجمی نماینده کامپوزیت از سه فاز شامل الیاف هم‌راستا، زمینه پلیمری و فاز میانی بین الیاف و زمینه تشکیل میشود. فرض اتصال کامل بین اجزای سازنده کامپوزیت منظور میشود. از معادله ساختاری ویسکوالاستیک شیپری برای مدلسازی رفتار ویسکوالاستیک غیرخطی زمینه استفاده میشود. نتایج مدل میکرومکانیکی ارایه شده برای رفتار خزشی پلیمر و کامپوزیت دوفازی تطابق بسیار خوبی را با داده‌های تجربی موجود نشان میدهد. همچنین نتایج مدل حاضر برای خواص الاستیک کامپوزیت‌های سه‌فازی بسیار نزدیک به روش‌های عددی موجود میباشد. اثرات فاز میانی شامل مواد و ضخامت بر منحنی کرنش خزش-بازیافت کامپوزیت سه‌فازی بطور مفصل بررسی میشود. نتایج نشان میدهد که خواص مواد تشکیل‌دهنده و ضخامت فاز میانی اثر بسیار مهمی بر پاسخ کرنش خزش-بازیافت کامپوزیت‌های سه‌فازی در بارگذاری عرضی دارد. همچنین، طبق نتایج مدلسازی میکرومکانیکی فهمیده شد که تاثیر فاز میانی بر رفتار ویسکوالاستیک غیرخطی کامپوزیت سه‌فازی تحت بارگذاری محوری ناچیز میباشد. بعلاوه، اثرات سطوح مختلف تنش و تغییرات درصد حجمی الیاف بر منحنی کرنش خزش-بازیافت کامپوزیت زمینه پلیمری سه‌فازی بررسی میشود.
عماد حسرتی، رضا انصاری خلخالی،
دوره ۱۷، شماره ۱ - ( ۱-۱۳۹۶ )
چکیده
پوسته‌های مخروطی به طور گسترده در بسیاری از کاربردهای مهندسی از جمله مکانیک، عمران و هوافضا مورد استفاده قرار می‌گیرند. در این مقاله، ارتعاشات غیرخطی پوسته‌های مخروطی تحت شرایط مرزی مختلف با استفاده از یک رهیافت عددی مورد مطالعه قرار گرفته است. بدین منظور، معادلات حاکم و شرایط مرزی مرتبط، بر اساس تئوری تغییر شکل برشی مرتبه اول و با استفاده از اصل همیلتون استخراج شده‌اند. پس از بی‌بعدسازی معادلات حاکم، به‌منظور دستیابی به فرم گسسته‌ی معادلات از روش تربیع دیفرانسیلی تعمیم یافته استفاده شده است. سپس با اعمال روش گلرکین عددی معادلات حاکم به فرم معادلات دیفرانسیل معمولی در آمده است و روشی تحت عنوان گسسته‌سازی شبکه‌بندی متناوب برای به‌دست آوردن فرم گسسته‌ی معادلات در حوزه‌ی زمان به کار گرفته شده است. در نهایت پاسخ فرکانسی ارتعاشات غیرخطی پوسته‌ی مخروطی با استفاده از روش طول-کمان به‌دست آمده است. با ارائه‌ی نتایج عددی، اثرات عواملی نظیر نسبت ضخامت به شعاع، نست شعاع‌های کوچک و بزرگ، زاویه‌ی رأس مخروط و شرایط مرزی مختلف بر ارتعاشات غیرخطی پوسته‌های مخروطی مورد تحلیل و بررسی قرار گرفته است. مشاهده میشود که تغییر شکل مود ارتعاشی غالب و تعداد موج‌های محیطی پوسته تأثیر قابل توجهی بر اثرات سخت‌شوندگی و ارتعاشات غیرخطی دارد.
مهدی حسن زاده، رضا انصاری خلخالی، محمدکاظم حسن زاده اقدم،
دوره ۱۷، شماره ۹ - ( ۹-۱۳۹۶ )
چکیده
در این پژوهش، یک مدل ساختاری الاستوپلاستیک به منظور بررسی اثرات افزودن نانوذرات سیلیکا بر منحنی‌های تنش-کرنش الاستیک-پلاستیک کامپوزیت‌های زمینه پلیمری ارایه میشود. مدول الاستیک نانوکامپوزیت با ترکیب مدل‌های میکرومکانیکی موری-تاناکا و اشلبی با در نظر گرفتن ناحیه‌ی فازمیانی ناشی از واکنش بین نانوذرات سیلیکا و زمینه پلیمری ارزیابی میشود. سپس، منحنی‌های تنش-کرنش الاستیک-پلاستیک نانوکامپوزیت با بکارگیری یک روش همگن‌سازی میانگین‌گیری شده روی حجم‌های گروهی پایه میکرومکانیکی استخراج میشود. جهت اثبات درستی مدل توسعه داده شده، پیش‌بینی‌ها با داده‌های آزمایشگاهی موجود مقایسه می‌شوند. اثرات درصد حجمی و قطر نانوذرات سیلیکا، ضخامت و نمای چسبندگی ناحیه فازمیانی بر منحنی‌های تنش-کرنش الاستیک-پلاستیک کامپوزیت‌های زمینه پلیمری به طور گسترده‌ای مورد بررسی قرار می‌گیرد. با در نظر گرفتن اثرات فازمیانی رفتار الاستوپلاستیک سخت‌تر مشاهده میشود. نتایج مدلسازی میکرومکانیکی به وضوح نشان میدهد که استحکام نانوکامپوزیت زمینه پلیمری تقویت شده با نانوذرات سیلیکا یا (۱) افزایش درصد حجمی نانوذرات، (۲) کاهش قطر نانوذرات، (۳) افزایش ضخامت فازمیانی و (۴) کاهش نمای چسبندگی فازمیانی بهبود مییابد. در نهایت، منحنی‌های تنش-کرنش الاستیک-پلاستیک کامپوزیت‌های زمینه پلیمری تقویت شده با نانوذرات سیلیکا تحت بارگذاری دو محوری به دست خواهد آمد.
مجتبی حقگو، رضا انصاری خلخالی، ابوالفضل درویزه، محمدکاظم حسن زاده اقدم،
دوره ۱۸، شماره ۴ - ( ۵-۱۳۹۷ )
چکیده
در این تحقیق، یک مدل تحلیلی برای مطالعهی رفتار دینامیکی و ویسکوالاستیک نانوکامپوزیت پلیمری استفاده شده است. مدل تحلیلی با استفاده از ادغام مدل میکرومکانیکی سلول واحد و مدل جامد خطی استاندارد به دست آمده است. اصل انطباق بولتزمن برای ایجاد روابط ساختاری استفاده شده است. ابتدا کرنش متناسب با فرایند آسایش به دست آمده است. سپس با استفاده از ایده‌ی خطی‌سازی اصل انطباق بولتزمن، پیشینه تنش به دست می‌آید. در پایان، تابع خزش مرتبط با مدول آسایش به دست می‌آید و حلقه هیسترزیس برای مواد نانوکامپوزیت ترسیم میشود. پاسخ خزش با زمان به صورت سینوسی تغییر می‌کند و تابعی از پیشینه تنش است. مدول‌های اتلاف و انباشتگی و رفتار ماده در فضای لاپلاس به ترتیب توسط مدل جامد خطی استاندارد و مدل میکرومکانیکی سلول واحد به دست آمده است. مدل جامد خطی استاندارد با موازی کردن مدل کلوین و مدل مکسول به دست می‌آید. مدل با نتایج آزمایشگاهی اعتبارسنجی شده است. تاثیرات ضخامت فاز میانی، درصد حجمی نانولولهی کربنی و زاویه‌ی فازی بر حلقه هیسترزیس بررسی شده است. نتایج به دست آمده نشان می‌دهند که با افزایش درصد حجمی نانولولهی کربنی و زاویه‌ی فازی سطح حلقه هیسترزیس به ترتیب کاهش و افزایش می‌یابند. همچنین ضخامت فاز میانی تاثیرات قابل توجهی بر رفتار دینامیکی نانوکامپوزیت دارد.
یوسف غلامی، رضا انصاری خلخالی،
دوره ۱۸، شماره ۷ - ( ۸-۱۳۹۷ )
چکیده
در این مقاله به بررسی رفتار مکانیکی غیرخطی ورقهای مستطیلی مدرج تابعی در جهت ضخامت وابسته به دما با استفاده از تئوری الاستیسیته سه بعدی روی پایه های الاستیک وینکلر-پسترناک پرداخته شده است. فرض میشود خواص مواد سازنده وابسته به دما می باشند و براساس یک قانون توانی در راستای ضخامت تغییر می کنند. با در نظر گرفتن رابطه کرنش غیرخطی گرین-لاگرانژ، اثرات غیرخطی هندسی در محاسبات منظور شده است. پس از بدست آوردن انرژی‌های کرنشی و جنبشی و کار ناشی از نیروی خارجی و در نظر گرفتن اثرات دما و بستر الاستیک، از اصل همیلتون برای بدست آوردن معادلات حاکم سه بعدی استفاده می شود. برای حل مسائل مربوط به رفتار مکانیکی سیستم، ابتدا از روش تربیع دیفرانسیلی تعمیم یافته برای گسسته سازی معادلات کوپل غیرخطی در فضای مکان استفاده میشود. سپس، با استفاده از روش گلرکین عددی برای حل مساله ارتعاشات آزاد، معادلات تبدیل به معادلات دیفرانسیل معمولی تابع زمان می شوند و با استفاده از روش گسسته سازی متناوب زمانی در حوزه زمان گسسته میشود. در نهایت، از الگوریتم طول کمان برای یافتن پاسخ فرکانسی سیستم بهره گرفته میشود. برای حل مساله خمش غیرخطی، با صرف نظر کردن از اثر اینرسی و استفاده از الگوریتم طول کمان، ماکزیمم خمش بر حسب نیرو به دست می آید. اثرات پارامترهای مانند نسبت طول به ضخامت، ثابت های وینکلر و پسترناک، تغییر دمای یکنواخت و خطی و شاخص کسر حجمی بر پاسخ فرکانسی و ماکزیمم خمش ورقهای مدرج تابعی با شرایط مرزی مختلف به تفضیل مورد بررسی قرار گرفته است.
جلال ترابی، رضا انصاری خلخالی،
دوره ۱۸، شماره ۸ - ( ۹-۱۳۹۷ )
چکیده
مشاهدات تجربی نشان داده‌اند که رفتار مکانیکی مواد در مقیاس میکرو و نانو به واسطه تاثیر مشخصه‌های ابعادی، وابسته به اندازه میباشد. از آنجا که تئوری‌های کلاسیک مکانیک محیط پیوسته امکان در نظر گرفتن اثرات وابسته به اندازه را ندارند، استفاده از تئوری‌های غیر کلاسیک به منظور تحلیل رفتارهای مکانیکی میکرو و نانو سازه‌ها مورد توجه بسیاری از محققان قرار گرفته است. در تحقیق حاضر، فرمولبندی المان محدود به منظور بررسی خمش میکرو ورقهای مربعی با سوراخ دایروی تحت بار گسترده یکنواخت بر اساس تئوری الاستیسیته سه‌بعدی گرادیان کرنش ارائه میشود. بدین منظور المان شش وجهی هشت گرهی پیوسته مرتبه یک معرفی میشود که در آن علاوه بر مقادیر مولفه‌های میدان جابجایی، مشتقات مراتب بالاتر آنها نیز به عنوان مقادیر گره‌ای در نظر گرفته شده‌اند. در ابتدا روابط حاکم بر اساس تئوری گرادیان کرنش و مدل الاستیسیته سه‌بعدی ارائه شده و سپس با توجه به المان معرفی شده، فرمولبندی المان محدود بیان میگردد. لازم به ذکر است با در نظر گرفتن مقدیر خاص برای ضرایب تئوری گرادیان کرنش، می‌توان نتایج مربوط به تئوری‌های گرادیان کرنش اصلاح شده و تنش کوپل اصلاح شده را به دست آورد. به منظور نشان دادن کارایی المان معرفی شده، در ابتدا همگرایی و دقت نتایج مورد بررسی قرار گرفته و سپس تاثیر پارامترهای هندسی بر تحلیل خمش میکرو ورق سوراخ‌دار مورد ارزیابی قرار می-گیرد.
