فهرست مطالب
عنوان |
صفحه |
فصل اول: مقدمه
1-1- مقدمه. 2
1-2- فناوری نانو. 3
1-3- نانوکامپوزیت‌ها 4
1-3-1- انواع نانوکامپوزﻳت‌ها بر اساس ماده‌ی پاﻳه 5
1-3-1-1- نانوکامپوزﻳت‌های پاﻳه ﭘﻠﻴمری 5
1-3-1-2- نانوکامپوزیت‌های پایه سرامیکی 6
1-3-1-3- نانوکامپوزیت‌های پایه فلزی 6
1-3-2- انواع نانوکامپوزیت‌ها بر اساس ماده‌ی پرکننده 6
1-3-2-1- نانوکامپوزیت با تقویت‌کننده‌ی نانوذره‌ای 7
1-3-2-2- نانوکامپوزیت با تقویت‌کننده‌ی نانورشته‌ای 7
1-3-2-3- نانوکامپوزیت با تقویت‌کننده‌ی نانولایه‌ای 7
1-4- نانولوله‌ها 8
1-4-1- انواع نانولوله‌ها 8
1-5- نانولولههای کربنی.. 10
1-6- نانولولههای نیترید بور 11
1-6-1- روش‌های تولید نانولولههای نیترید بور 11
1-6-1-1- تخلیه‌ی قوس الکتریکی 12
1-6-1-2- سایش لیزری 12
1-6-1-3- ته‌نشینی شیمیایی بخار 13
1-6-1-4- تولید ازروی الگو 13
1-6-2- ویژگی‌های نانولولههای نیترید بور 14
1-6-2-1- مقایسه‌ی خواص نانولولههای کربنی و نانولولههای نیترید بور 14
1-7- مواد هدفمند. 16
1-7-1- کامپوزیت‌های هدفمند تقویتشده با نانولولههای نیترید بور 16
1-7-2- بیان خواص مکانیکی مواد BNNTRC.. 18
1-8- مروری بر تحقیقات انجام‌شده 24
1-8-1- تحقیقات انجام‌شده پیرامون مواد FGM… 24
1-8-2- تحقیقات انجام‌شده پیرامون مواد BNNTRC.. 25
1-9- ساختار پایان‌نامه. 26
فصل دوم: معرفی روش عددی
2-1- مقدمه. 28
2-2- روش دیفرانسیل کوادریچر. 28
2-2-1- قوانین دیفرانسیل کوادریچر در یک بعد. 28
2-3- تعیین مختصات گره‌ها (توزیع نقاط شبکه) 30
فصل سوم: بررسی ارتعاشات آزاد تیر تیموشنکو تقویتشده با نانولولههای نیترید بور
3-1- مقدمه. 36
3-2- هندسه‌ی تیر. 37
3-3- فرمولبندی مسئله. 38
3-3-1- معادلات حاکم. 38
3-3-2- معادلات حرکت.. 40
3-3-2-1- معادلات حرکت برحسب ترمهای تغییر مکان 42
3-3-2-2-بیبعدسازی معادلات 42
3-4- اعمال روش دیفرانسیل کوادریچر. 44
3-4-1- اعمال روش دیفرانسیل کوادریچر بر معادلات حرکت.. 44
3-4-2- اعمال روش دیفرانسیل کوادریچر بر شرایط مرزی لبهها 45
3-5- استخراج فرکانس‌های طبیعی تیر. 45
فصل چهارم: نتایج عددی، بحث و بررسی
4-1- مقدمه. 48
4-2- اعتباردهی.. 48
4-3- تحلیل ارتعاشات آزاد تیرBNNTRC در حالت جهت‌گیری یکنواخت نانولوله‌ها 50
4-4- تحلیل ارتعاشات آزاد تیرBNNTRC در حالت جهت‌گیری تصادفی نانولوله‌ها 61
4-5- مقایسه فرکانس طبیعی تیرBNNTRC در دو حالت جهت‌گیری یکنواخت و تصادفی.. 68
فصل پنجم: نتیجه‌گیری و پیشنهادها
5-1- مقدمه. 74
5-2- نتیجه‌گیری.. 74
5-3- پیشنهادها 76
مراجع…………………………………………………………………………..…………….77
فهرست شکلها
عنوان |
صفحه |
شکل 3-1- مقایسه‌ی تئوری تیر تیموشنکو و تئوری تیر اویلر برنولی.. 34
شکل 3-2- هندسه‌ی تیر موردبررسی.. 35
شکل 4-1- بررسی سرعت همگرایی و پایداری فرکانس طبیعی بی‌بعد تیر هدفمند تیموشنکو( =6) 48
شکل 4-2- بررسی تأثیر نحوه‌ی توزیع نانولوله در راستای ضخامت تیر بر روی اولین فرکانس بی‌بعد تیر BNNTRC با جهت‌گیری یکنواخت در ماتریس تیر. 55
شکل 4-3- بررسی تأثیر کسر حجمی نانولوله بر روی بر روی اولین فرکانس بی‌بعد تیر BNNTRC با جهت‌گیری یکنواخت در ماتریس تیر 56
شکل 4-4- بررسی تأثیر شرایط مرزی بر روی اولین فرکانس بی‌بعد تیر BNNTRC با جهت‌گیری یکنواخت در ماتریس تیر 57
شکل 4-5- بررسی تأثیر تغییر پارامترهای بستر الاستیک بر روی اولین فرکانس بی‌بعد تیر BNNTRC با جهت‌گیری یکنواخت در ماتریس تیر در شرایط مرزی (C-F) و (C-C). 58
شکل 4-6- بررسی تأثیر نحوه‌ی توزیع نانولوله در راستای ضخامت تیر بر روی اولین فرکانس بی‌بعد تیر BNNTRC با جهت‌گیری تصادفی در ماتریس تیر. 62
شکل 4-7- بررسی تأثیر کسر حجمی نانولوله بر روی بر روی اولین فرکانس بی‌بعد تیر BNNTRC با جهت‌گیری تصادفی در ماتریس تیر 63
شکل 4-8- بررسی تأثیر شرایط مرزی بر روی اولین فرکانس بی‌بعد تیر BNNTRC با جهت‌گیری تصادفی در ماتریس تیر 64
شکل 4-9- بررسی تأثیر تغییر پارامترهای بستر الاستیک بر روی اولین فرکانس بی‌بعد تیر BNNTRC با جهت‌گیری تصادفی در ماتریس تیر در شرایط مرزی (C-C) و (C-F) 65
شکل 4-10- مقایسه‌ی تغییرات اولین فرکانس بی‌بعد تیر تیموشنکو BNNTRC نسبت به (L/h) در دو حالت جهت‌گیری تصادفی و یکنواخت نانولوله‌ها در ماتریس تیر در شرایط مرزی مختلف برای توزیع هدفمند FG-X.. 66
شکل 4-11- مقایسه‌ی تغییرات اولین فرکانس بی‌بعد تیر تیموشنکو BNNTRC نسبت به (L/h) در دو حالت جهت‌گیری تصادفی و یکنواخت نانولوله‌ها در ماتریس تیر در شرایط مرزی مختلف برای توزیع یکنواخت UD.. 67
شکل 4-12- مقایسه‌ی تغییرات اولین فرکانس بی‌بعد تیر تیموشنکو BNNTRC نسبت به (L/h) در دو حالت جهت‌گیری تصادفی و یکنواخت نانولوله‌ها در ماتریس تیر در شرایط مرزی مختلف برای توزیع هدفمند FG- ◊. 68
شکل 4-13- مقایسه‌ی تغییرات اولین فرکانس بی‌بعد تیر تیموشنکو BNNTRC نسبت به (L/h) در دو حالت جهت‌گیری تصادفی و یکنواخت نانولوله‌ها در ماتریس تیر در شرایط مرزی مختلف برای توزیع هدفمند FG- .. 69
فهرست جدولها
عنوان صفحه
جدول 4-1- همگرایی فرکانس طبیعی بی‌بعد تیر هدفمند تیموشنکو(L⁄h=6) 47
جدول 4-2- سه فرکانس اول بی‌بعد شده‌ی تیر تیموشنکو تقویتشده با نانولولههای نیترید بور با جهت‌گیری یکنواخت در شرط مرزی(C-C) و ( ) 51
جدول 4-3- مقایسه‌ی فرکانس اول بی‌بعد شده‌ی تیر تیموشنکو تقویتشده با نانولولههای نیترید بور با جهت‌گیری یکنواخت و تیر تیموشنکو تقویتشده با نانولولههای کربنی]21[ در شرط مرزی(C-C) و ( ) 51
جدول 4-4- سه فرکانس اول بی‌بعد شده‌ی تیر تیموشنکو تقویتشده با نانولولههای نیترید بور با جهت‌گیری یکنواخت در شرط مرزی(C-F) و ( ) 52
جدول 4-5- مقایسه‌ی فرکانس اول بی‌بعد شده‌ی تیر تیموشنکو تقویتشده با نانولولههای نیترید بور با جهت‌گیری یکنواخت و تیر تیموشنکو تقویتشده با نانولولههای کربنی ]21[ در شرط مرزی(C-F) و ( ) 52
جدول 4-6- سه فرکانس اول بی‌بعد شده‌ی تیر تیموشنکو تقویتشده با نانولولههای نیترید بور با جهت‌گیری یکنواخت در شرط مرزی (C-H) و ( ) 53
جدول 4-7- مقایسه‌ی فرکانس اول بی‌بعد شده‌ی تیر تیموشنکو تقویتشده با نانولولههای نیترید بور با جهت‌گیری یکنواخت و تیر تیموشنکو تقویتشده با نانولولههای کربنی]21[ در شرط مرزی (C-H) و ( ) 53
جدول 4-8- سه فرکانس اول بی‌بعد شده‌ی تیر تیموشنکو تقویتشده با نانولولههای نیترید بور با جهت‌گیری یکنواخت در شرط مرزی(H-H) و ( ) 54
جدول 4-9- مقایسه‌ی فرکانس اول بی‌بعد شده‌ی تیر تیموشنکو تقویتشده با نانولولههای نیترید بور با جهت‌گیری یکنواخت و تیر تیموشنکو تقویتشده با نانولولههای کربنی]21[ در شرط مرزی(H-H) و ( ) 54
جدول 4-10- سه فرکانس اول بی‌بعد شده‌ی تیر تیموشنکو تقویتشده با نانولولههای نیترید بور با جهت‌گیری تصادفی در شرط مرزی(C-C) 60
جدول 4-11- سه فرکانس اول بی‌بعد شده‌ی تیر تیموشنکو تقویتشده با نانولولههای نیترید بور با جهت‌گیری تصادفی در شرط مرزی(C-F) 60
جدول 4-12- سه فرکانس اول بی‌بعد شده‌ی تیر تیموشنکو تقویتشده با نانولولههای نیترید بور با جهت‌گیری تصادفی در شرط مرزی(C-H) 61
جدول 4-13- سه فرکانس اول بی‌بعد شده‌ی تیر تیموشنکو تقویتشده با نانولولههای نیترید بور با جهت‌گیری تصادفی در شرط مرزی(H-H) 61
فهرست علامت‌ها
عنوان |
علامت |
طول تیر………………..……………………………………………………………………… |
L |
||
ضخامت تیر…………………..………………………………………………………………… |
h |
||
عرض تیر…………………..…………………………………………………………………… |
B |
||
مدول الاستیک نانوکامپوزیت…………………………………………………………..………….. |
|||
مدول الاستیک طولی……………………………………………………………………..……… |
|||
مدول الاستیک عرضی………..…………………………………………………………..……… |
|||
مدول برشی نانوکامپوزیت……………………………………………………………………..….. |
|||
ضریب پواسون نانوکامپوزیت………………………………………………………………………. |
|||
مدول الاستیک ماتریس…………………………………………………………………..……… |
|||
طول نانولوله…………………………………………………………………..………………… |
|||
قطر نانولوله…………………………………………………………………..………………… |
|||
مدول الاستیک نانولوله…………………………………………………………………..……….. |
|||
پارامتر مؤثر طولی…………………………………………………………………..…………… |
|||
پارامتر مؤثر عرضی…………………………………………………………………..…………… |
|||
پارامتر مؤثر برشی…………………………………………………………………..…………… |
|||
کسر حجمی ماتریس…………………………………………………………………..………… |
|||
تابع کسر حجمی نانولوله…………………………………………………………………..……… |
|||
چگالی جرمی نانوکامپوزیت…………………………………………………………………..…… |
|||
چگالی جرمی نانولوله………………………………………………………………….………… |
|||
چگالی جرمی ماتریس…………………………………………………………………..………… |
|||
مدول برشی نانولوله…………………………………………………………………..………….. |
|||
مدول جرمی ماتریس…………………………………………………………………..………… |
|||
ضریب پواسون بزرگ…………………………………………………………………..………… |
|||
ضریب پواسون کوچک…………………………………………………………………..……….. |
|||
ضریب پواسون ماتریس…………………………………………………………………..……….. |
|||
ضریب پواسون نانولوله………………………………………………………………..………….. |
|||
کسر حجمی نانولوله………………………………………………………………..……………. |
|||
کسر جرمی نانولوله.……………………………………………………. ……………………….. |
|||
ضریب بستر الاستیک لایه‌ی وینکلر…………..……………………………………………………. |
|||
ضریب بستر الاستیک لایه‌ی برشی…………….…………………………………………………… |
|||
تغییر مکان محوری…………..………………………………………………………………….. |
|||
تغییر مکان عرضی…………..…………………………………………………………………… |
|||
دوران سطح مقطع حول محور تیر…………..……………………………………………………… |
|||
کرنش نرمال…………..………………………………………………………………………… |
|||
کرنش برشی…………..………………………………………………………………………… |
|||
تنش نرمال…………..…………………………………………………………………………. |
|||
تنش برشی……………………..………………………………………………………………. |
|||
انرژی جنبشی……………………..……………………………………………………………. |
|||
انرژی پتانسیل سیستم……………………..…………………………………………………….. |
|||
انرژی پتانسیل بارهای خارجی وارد بر سیستم……………………..………………………………… |
|||
نیروی محوری……………………..……………………………………………………………. |
|||
ممان خمشی……………………..…………………………………………………………….. |
|||
نیروی برش عرضی……………………..………………………………………………………… |
|||
زمان بی‌بعد شده……………………..…………………………………………………………. |
|||
فرکانس بی‌بعد شده……………………..………………………………………………………. |
|||
ضرایب وزنی مرتبه اول دیفرانسیل کوادریچر ………………………………………………………… |
|||
ضرایب وزنی مرتبه دوم دیفرانسیل کوادریچر…………………………………………………………ضریب تصحیح برشی……………………………………………………………………… |
k |
||
مؤلفه‌های سختی………………………………………………………………….. |
|||
مؤلفه‌های اینرسی…………………………………………………………………. |
|||
مؤلفه‌های بی‌بعد شده‌ی سختی……………………………………………………… |
( |
||
مؤلفه‌های بی‌بعد شده‌ی اینرسی…………………………………………………….. |
|||
