بررسی اثر اصلاح عیوب جاخالی بر روی خواص خمشی نانولوله های کربنی

کاربرد نانولوله های کربنی به دلیل خواص بی نظیر الکتریکی، حرارتی و مکانیکی آن بسیار مورد توجه قرار گرفته است. در این مقاله به بررسی اثر عیوب جاخالی و اصلاح آن بر استحکام و خواص خمشی نانولوله های کربنی پرداخته شده است. در این مقاله نانولوله های کربنی آرمچیر(۱۶و۱۶) و زیگزاگ (۰و۲۸) که تقریبا دارای قطر یکسانی هستند، در شش نوع عیب جاخالی مختلف(سه مورد اصلی و سه مورد اصلاح شده) در ۳ طول ۱۲۰،۱۸۰،۲۴۰ آنگستروم مدل سازی شده اند. یک الگوریتم اولیه برای ایجاد عیوب مختلف با چگالی مشخص در ساختار نانولوله کربنی در نرم افزار Matlab طراحی شده است. در ادامه، بارگذاری به صورت خمش کامل و با در نظر گرفتن تغییر شکل های بزرگ تا ایجاد کمانش خمشی با حل غیرخطی ادامه یافته است. مدل سازی ها به روش مکانیک سازه ای و با کمک نرم افزار انسیس(ANSYS) صورت گرفته و تحلیل نتایج در نرم افزار متلب(Matlab) صورت گرفته است. نتایج نشان می دهد که عیوب ساختاری اثر بسیار زیادی بر روی استحکام خمشی نانولوله های کربنی دارند و می توان این اثر منفی را با اصلاح عیوب ساختاری تا حدود زیادی جبران کرد. همچنین مشخص شد، نانولوله نوع زیگزاگ استحکام خمشی و زاویه بحرانی بیشتری نسبت به نوع آرمچیر دارد.

Keywords:

نانولوله های کربنی , مدل سازی , عیوب جاخالی , خواص خمشی , مکانیک سازه ای