مطالعه خواص مکانیکی نانو مخروط های کربنی دو جداره تحت بارهای کششی و فشاری با استفاده از روش المان محدود

در این مقاله، روش المان محدود برای مطالعه رفتار کمانش و خواص مکانیکی نانو مخروط های کربنی دو جداره استفاده شده است. به این منظور، نانو مخروط های دو جداره با طول ها و زوایای مختلف و تحت شرایط تکیه گاهی متفاوت مورد بررسی قرار می گیرد. با توجه به شباهت بین ساختار نانوسازه ها و قاب فضایی برای ساختار های نانو، از روش مکانیک سازه ای برای مطالعه رفتار مکانیکی نانومخروط ها استفاده می گردد. در این روش، نانو مخروط های کربنی به عنوان قاب فضایی در نظر گرفته می شوند و برای مدل کردن اتم ها و پیوند ها به ترتیب از المان های تیر و جرم استفاده می شود. برای تعیین خواص المان های تیر از برابری مکانیک سازه ای و مکانیک مولکولی استفاده می شود. نتایج نشان می دهد که مدول الاستیسیته نانو مخروط های کربنی دو جداره با افزایش زاویه راس و افزایش طول کاهش می یابد. همچنین با مقایسه تاثیر تغییرات در دو عامل طول و زاویه راس، زاویه راس تاثیر بیشتری را روی نیروی فشاری بحرانی می گذارد. نیروی فشاری بحرانی در نانو مخروط های کربنی دو جداره با افزایش زاویه راس نانومخروط، افزایش و با افزایش طول کاهش می یابد.