بررسی رفتار هایپرالاستیک با درنظر گرفتن تغییر شکل کششی و فشاری: قسمت اول نانولوله کربنی تک جداره

در تحقیق حاضر یک مدل اجزا محدود سه بعدی جهت بررسی رفتار مکانیکی نانولوله های تک جداره تحت بارگذاری کششی و خمشی با توجه به رفتار غیرخطی الاستیک نانولوله ها در کرنشهای بزرگ ارایه گردید. با استفاده از قانون کوشی-بورن، منحنی انرژی-کشیدگی حاصل از تابع پتانسیل برنر نسل دوم در شرایط کشش-فشار محاسبه گردید. سپس با انطباق این منحنی با مدلهای هایپرالاستیک آگدن، مونی-رایولین و یوه در حالت تراکم ناپذیر، ثوابت مادی به دست آمدند. با درنظرگرفتن این ثوابت در خواص نانولوله های تک جداره در نرمافزار آباکوس، نتایچ نشان داد مدل مونی-رایولین در کرنشهای بالا دچار ناپایداری میگردد و مدل یوه نیز نیروی لازم برای تغییر شکل کششی را بیشتر از مقدار نتایج تحقیقات دیگر محاسبه مینماید. اما مدل آگدن مرتبه 2 توانست رفتار هایپرالاستیک نانولوله را بهخوبی توصیف نماید. در نهایت بارگذاری خمشی با این دسته از ثوابت انجام گردید و نتایج نشان داد که ثوابت مدل هایپرالاستیک که تنها از بارگذاری کششی حاصل شده اند نمیتواند رفتار خمشی را پیشگویی نمایند. اما ثوابت تحقیق حاضر که حالت های بارگذاری کشش و فشار را در نظر میگیرد میتوانند رفتار مکانیکی نانولوله را به درستی پیشگویی نماید.

کلیدواژه ها:

اجزا محدود ، نانولوله تک جداره ، مدل هایپرالاستیک ، تابع پتانسیل برنر نسل دوم