|
عنوان
|
تحلیل دینامیکی ورق ها و تیرهای مرکب هدفمند مدرج تقویت شده با نانولوله های کربنی تحت اثر بار ضربه ای
|
|
نوع پژوهش
|
پایان‌نامه
|
|
کلیدواژه‌ها
|
Carbon nanotubes; functionally graded composite plates and beams; finite element method; impact loading; Hertzian contact law
|
|
چکیده
|
در این پایان نامه، ابتدا به مطالعه ی رفتار و خصوصیات دینامیکی تیرها و ورق های هدفمند مدرج مرکب تقویت شده با نانو لوله های کربنی تحت اثر بار ضربه ای ناشی از برخورد پرتابه ی کروی پرداخته شده است. سپس رفتار و خصوصیات دینامیکی ورق هدفمند مدرج مرکب تقویت شده با نانو لوله های کربنی تحت اثر بار متحرک مورد بررسی قرار گرفته شده است. معادلات حاکم بر تیر و ورق بر اساس تئوری برشی مرتبه اول و با استفاده از اصل همیلتون استخراج شده است. در راستای استفاده از یک روش سیستماتیک و کارآمد برای حل و گسسته سازی معادلات حرکت در بعد مکان که قادر به اعمال شرایط مرزی مختلف و بارگذاری دینامیکی باشد، روش اجزاء محدود بکار گرفته شده است. برای گسسته سازی معادلات حرکت در بازه های زمانی نیز از روش نیومارک استفاده شده است. فرض شده است که خواص مادی دارای تغییرات تدریجی و پیوسته در راستای ضخامت سازه (تیر یا ورق) داشته باشد. برای بدست آوردن خواص مکانیکی مؤثر سازه ی تقویت شده با نانولوله های کربنی، نانولوله های تک دیواره موجود در ماتریس پلیمری و فضای بین نانولوله و ماتریس به صورت الیاف معادل جایگزین شده اند و سپس با استفاده از روش موری-تاناکا خواص مؤثر سازه به دست آمده است. در مطالعه ی اثر بار ضربه ای، نیروی تماسی بین پرتابه و سازه ی هدف با استفاده از قانون تماسی هرتز مدل گردیده و برای حل معادلات غیر خطی مربوط، روش نیوتن-رافسون انتخاب شده است. صحت معادلات و روش حل آنها برای تحلیل دینامیکی سازه مورد نظر تحت بار ضربه ای با مطالعه همگرائی و همچنین مقایسه نتایج حاصل با نتایج بدست آمده از مدل سازی سازه همگن (تیر و ورق همگن) با نرم افزار اباکوس (ABAQUS)، بررسی گردیده است. سپس اثرات نسبت طول به ضخامت سازه، نحوه توزیع نانولوله ها و شرایط مرزی بر خصوصیات و رفتار دینامیکی سازه های تقویت شده با نانولوله های کربنی تحت اثر برخورد پرتابه و برای سرعت های مختلف پرتابه، مورد مطالعه قرار گرفته است. در بررسی رفتار ورق تقویت شده با نانولوله های کربنی تحت بار متحرک نیز، ابتدا دقت و صحت روش حل با مقایسه نتایج با نتایج موجود در منابع علمی در دسترس در این زمینه سنجیده شده است. پس از آن نتایج برای بررسی اثرات سرعت بار متحرک، نسبت طول به ضخامت ورق، نحوه توزیع نانولوله ها و شرایط مرزی مختلف بر رفتار و خصوصیات دینامیکی ورق بررسی
|
|
پژوهشگران
|
مجتبی ده بزرگی (دانشجو)، پرویز ملک زاده (استاد راهنما)، سعیدرضا محب پور (استاد مشاور)
|