ارتعاشات نانو ورق گرافن مستغرق در سيال با وجود عيوب سطحي به روش مربع سازي ديفرانسيلي

كارشناسي ارشد

امروزه با پيشرفت علم و دستيابي بشر به دانش نانو فناوري و كاربرد اين دانش در زمينه‌هاي مختلف مانند پزشكي، شيميايي، مكانيكي، الكترونيكي و غيره منجر به اين شد كه آناليز و تحليل رفتار سازه‌هاي نانو از اهميت به سزايي برخوردار شود. در اين پژوهش به بررسي نانو ورق گرافن در دو شرايط محيطي سيال مايع و هوا باوجود ترك پرداخته مي‌شود. معادلات حاكم بر ارتعاشات نانو ورق گرافن با تئوري الاستيسيته‌ي غير محلي ارينگن به‌دست آورده شد. براي حالتي كه درسيال مستغرق است با استفاده از معادله‌ي لاپلاس و پتانسيل سرعت سيال ‌‌مي‌توان معادله‌ي تعامل بين سيال و نانو ورق گرافن را به‌دست آورد. درنتيجه‌ي آن اختلاف فشار وارده بر روي نانو ورق با توجه به موقعيت قرارگيري نانو ورق گرافن به‌دست آورده و در معادله‌ي اصلي قرار داده مي‌شود. نكته‌ي شايان‌ذكر اين است كه در اين پايان‌نامه به بررسي ارتعاشات نانو ورق در دو وضعيت افقي و قائم ‌پرداخته مي‌شود. براي حالتي كه نانو ورق به‌صورت عمودي مي‌باشد براي ارتفاع‌هاي مستغرقي مختلف فركانس طبيعي را محاسبه ‌گرديده است. در ادامه نيز به بررسي فركانس طبيعي نانو ورق ترك‌دار پرداخته شد كه براي شبيه‌سازي ترك موجود در سطح از روش مدل شبكه‌اي فنري لتيس (LSM) استفاده گرديد. در نهايت براي حل معادلات حاكم بر ارتعاشات نانو ورق گرافن از روش مربع سازي ديفرانسيلي (DQM) استفاده شد و به بررسي تأثير پارامترهاي مختلف بر روي فركانس‌هاي طبيعي نانو ورق گرافن براي شرايط تكيه‌گاهي مختلف پرداخته شد. نتايج بررسي در شش شرايط مرزي مختلف ساده و گيردار و تركيبي از اين دو حاكي از آن است كه با افزايش پارامتر غير محلي ميزان فركانس طبيعي كاهش مي‌يابد. شرايط مرزي چهار طرف ساده كمترين فركانس طبيعي و شرايط مرزي چهار طرف گيردار داراي بيشترين فركانس طبيعي مي‌باشد. همچنين وجود ترك باعث مي‌شود در تمامي‌شرايط مرزي مختلف، فركانس طبيعي را كاهش مي‌دهد و با افزايش طول و عمق ترك اين افزايش كمتر مي‌گردد. در انتهاي پژوهش نمودارهاي تغييرات پارامترهاي مختلف با توجه به فركانس طبيعي آورده شده است.

192247

دانشگاه علم و صنعت ايران

مهندسي هوافضا - سازه هاي هوايي

دكتر شاهرخ حسيني هاشمي