پرویز ملک زاده

در این رساله رفتار دینامیکی و تخمین عمر لوله های ساخته شده از مواد مرکب تقویت شده با نانولوله های کربنی مورد مطالعه قرار گرفته است. در همین راستا، مدل دینامیکی خطی و غیرخطی این نوع لوله ها تحت اثر جریان سیال ایجاد شده است و با در نظر گرفتن لوله به صورت یک تیر، معادلات حرکت حاکم بر سیستم با استفاده از روش همیلتون برای سیستم های باز استخراج شده اند. از آنجایی که نسبت قطر به طول لوله نسبتاً مقدار بزرگی در نظر گرفته شده برای مدلسازی دینامیکی از تئوری های برشی تیرها استفاده شده است. بنابراین معادلات حرکت خطی با استفاده از تئوری مرتبه بالای برشی و معادلات حرکت غیرخطی با استفاده از تئوری تیر تیموشنکو استخراج شده اند. در مدل خطی فرض عدم تغییر طول تار خنثی اعمال شده که با این فرض تعداد معادلات حرکت از سه معادله به دو معادله کاهش یافته است. در این حالت نشان داده شده که به ازای بعضی از مقادیر خاص نسبت جرمی، چندین مقدار برای سرعت بحرانی وجود دارند که در این نواحی با افزایش سرعت سیال، لوله به طور متوالی ناپایدار و سپس پایدار می گردد. در مدل غیرخطی با فرض تغییر شکل های بزرگ و با اعمال فرضیات هندسی غیرخطی فون کارمن، عبارات غیرخطی در معادله حرکت لحاظ شده اند. پس از استخراج معادلات حرکت لوله، با اعمال روش اجزاء محدود و روش نیومارک معادلات حرکت به ترتیب در دو بعد مکان و زمان گسسته شده اند. سپس با حل دستگاه معادلات جبری حاصله، نتایج عددی به صورت شکل ها و جدول هایی ارائه شده اند. به منظور تحلیل رفتار دینامیکی سیستم، نقاط شروع ناپایداری لوله تحت عنوان انشعاب هاف محاسبه شده اند و مورد بحث قرار گرفته اند. همچنین اثر سرعت سیال و خواص مادی لوله بر روی رفتار ارتعاشی سیستم بررسی شده است. در ادامه با استفاده از نتایج حاصل از مدل دینامیکی سیستم و اعمال روش تحلیل تصادفی با الگوریتم شبه تحریک، ماتریس های طیفی توانی حاصل شده اند. استفاده از الگوریتم شبه تحریک، تحریک تصادفی را به یک تحریک هارمونیک تبدیل می کند. از نتیجه حاصل برای ماتریس های طیفی توانی، چگالی طیفی توانی تابع زمان و انحراف معیارهای مربوط به کمیت های جابجائی و سرعت ناشی از حرکت لوله در جهات طولی و عرضی محاسبه شده اند. در نهایت با بکار گرفتن ماتریس های طیفی توانی و انحراف معیارها، نتایج آماری مربوط به لوله نانوکامپوزیتی حامل سیال شامل