پيش بيني خواص مكانيكي و رفتاركمانشي اتصالات نانولوله‌هاي كربني تك‌جداره/نانوصفحات گرافني با استفاده از روش المان محدود

در اين مقاله مدل المان محدود اتمي براي مطالعه رفتار كمانشي و خواص مكانيكي نانولوله‌‌هاي كربني تك‌جداره متصل به نانوصفحات گرافني با شرايط تكيه‌گاهي مختلف به‌كار گرفته شده است. با در نظر گرفتن نانولوله‌ها به صورت سازه قاب فضايي، روش‌هاي مكانيك سازه‌اي كلاسيك مي‌تواند براي مطالعه رفتارهاي مكانيكي آن‌‌ها مورد استفاده قرار گيرد. براي مدل كردن پيوندها و اتم‌ها به ترتيب از المان‌هاي تير و جرم استفاده مي‌شود. به منظور تعيين خواص اين المان‌هاي تير از برابري مكانيك مولكولي و مكانيك سازه‌اي استفاده مي‌شود. تحليل حاضر اطلاعات سودمندي را در مورد قابليت استفاده از مدل المان محدود در پيش‌بيني مدول الاستيسيته و نيروي كمانشي بحراني اتصالات نانولوله‌هاي كربني ارائه مي‌كند. نتايج نشان مي‌دهد كه در نسبت منظري مشخص (نسبت طول به شعاع نانولوله)، با افزايش طول نانولوله، نيروي كمانش بحراني كاهش مي‌يابد. در حالي كه مدول الاستيسيته ثابت است. به علاوه، با افزايش نسبت منظري، نيروي كمانش بحراني كاهش و مدول الاستيسيته افزايش كمي مي‌يابد. مقدار نيروي كمانش بحراني براي نانولوله تحت شرط مرزي گيردارگيردار بيشتر از ساير شرايط مرزي است. در نهايت، ده شكل مود اول نانولوله هاي صندلي و زيگزاگ در حالت يك‌طرفه و دو‌طرفه ترسيم شده و نشان داده مي شود كه شكل مودهاي نانولوله‌هاي صندلي و زيگزاگ تقريبا مشابه هستند.