تحليل تنش نانوساختار شامل عيوب ساختاري برمبناي نظريه‌ي الاستيسيته‌ي غيرمحلي با كرنل دوفازي جبران‌كننده

اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان

مهندسي مكانيك

كارشناسي ارشد

در اين پژوهش، با استفاده از نظريه‌ي الاستيسيته‌ي غيرمحلي با بهره‌گيري از كرنل دوفازي جبران‌كننده به بررسي ميدان تنش يك نانوساختار شامل عيوب ساختاري به همراه كرنش غيرالاستيك غيرمتجانس با توزيع دايره‌اي شكل همگن در دوبعد در حالت كرنش صفحه‌اي پرداخته شده است. كرنلي جديد به‌منظور رفع مشكلات كرنل‌هاي پيشين به‌كار گرفته شده است. كرنل غيرمحلي جبران‌كننده با بهبود اثرات مرز، بازيابي كامل حالت محلي و ارضاي شرط بهنجار شدن برتري خود را نسبت به كرنل‌هاي پيشين ثابت كرده است. ابتدا به‌منظور حصول اطمينان از روش پياده‌سازي الاستيسيته غيرمحلي، مسائل يك‌بعدي و دوبعدي به همراه مراجع و اعتبارسنجي عددي آن‌ها ارائه گرديده است. سپس به‌منظور حصول اطمينان از پاسخ‌هاي شبكه‌بندي اجزاي محدود، با بررسي‌هاي انجام شده شبكه اجزاي محدود مناسب انتخاب گرديده است. در ادامه، از نظريه‌ي الاستيسيته غيرمحلي با استفاده از كرنل‌دوفازي جبران‌كننده به بررسي مدل‌هاي شامل عيوب نانوحفره، آخال، نابه‌جايي و ترك پرداخته شده است. حل هر دو نوع معادلات الاستيسيته‌ي محلي و غيرمحلي انتگرالي و نيز كوپل كردن آنها با معادلات گينزبرگ-لاندا و كان- هيليارد در نرم‌افزار كامسول صورت گرفته است. نتايج تحليل ميدان تنش عيوب ذكر شده در نانوساختار، با استفاده از نظريه‌ي الاستيسيته‌ي محلي و الاستيسيته‌ي غيرمحلي با كرنل دوفازي جبران‌كننده و كرنل‌هاي پيشين مورد مقايسه قرار گرفته است. نتايج حاكي از آن است كه استفاده از نظريه‌ي الاستيسيته غيرمحلي در مسائل داراي عيوب ساختاري با كرنش‌هاي غيرالاستيك كوچك كارآمد مي‌باشد. الاستيسيته غيرمحلي انتگرالي در نقاطي كه داراي تمركز تنش شديد هستند نتايج قابل قبول‌تري نسبت به نظريه‌ي الاستيسيته محلي ارائه كرده است. همچنين اثر ضخامت صفحه رابط مرزي بين زمينه و عيوب بر عملكرد مدل انتگرالي بررسي گرديده است، نتايج حاكي از آن است كه افزايش اين ضخامت موجب بهبود عملكرد مدل محلي و به‌خصوص مدل انتگرالي مي‌گردد. عملكرد نظريه‌ي الاستيسته‌ي غيرمحلي وابسته به مقادير پارامتر فاز، پارامتر مشخصه غيرمحلي، ميزان تمركز تنش عيوب، ابعاد و تراكم عيوب ساختاري است و مي‌تواند روش كارآمدي در تحليل خواص نانوكامپوزيت‌ها و ساختار‌هاي شامل عيوب ساختاري باشد.

229581

طراحي كاربردي

مهندسي مكانيك

دانشگاه صنعتي اصفهان