بررسی اثر زاویه کایرال بر کمانش محوری و پیچشی نانولوله های کربنی تک جداره به کمک روش اجزا محدود

در این پژوهش اثر زاویه کایرال بر رفتار کمانشی نانولوله های کربنی تک-جداره بررسی می شود. برای اینکه اثر زاویه کایرال مستقل از اثر اندازه بررسی گردد از هندسه هایی با طول و قطر برابر اما زاویه کایرال متفاوت استفاده شده است. برای مدل کردن پیوندهای شیمیایی بین اتم های کربن، انرژی پتانسیل تئوری مکانیک مولکولی با انرژی کرنشی ذخیره شده در یک تیر سه بعدی که اتصال بین دو اتم کربن را مدل می کند، برابر قرار داده می شود. پس از تعیین خواص المان تیر جایگزین، مختصات گره ها (اتم های کربن) و المان ها به وسیله برنامه ای که در نرم افزار متلب تهیه شده است تعیین می شود. سپس به کمک نرم افزار انسیس اثر زاویه کایرال بر بار کمانش محوری و پیچشی، برای انواع ساختارها بررسی می شود. نتایج نشان می دهند که در کمانش محوری، زاویه ی کایرال بر بار کمانشی چندان تاثیر ندارد اما در حالت بارگذاری پیچشی زاویه ی کایرال یک پارامتر تاثیرگذار است. نانولوله با زاویه ی کایرال 11/19 درجه بیشترین مقدار گشتاور بحرانی را دارد. در حالت بارگذاری پیچشی پادساعت-گرد، نانولوله با زاویه ی کایرال 64/9 درجه کمترین مقدار گشتاور بحرانی را دارد. هم چنین در حالت پیچشی جهت پیچش نیز مهم است به طوری که برای ساختارهایی با زاویه کایرال 48/15 درجه اختلاف بین حالت ساعت گرد و پادساعت گرد به بیشترین مقدار خود می رسد.