مدلسازی و آنالیز خواص مکانیکی نانولوله های کربنی
فهرست مطالب
عنوان صفحه
فهرست علائم ر
فهرست جداول ز
فهرست اشکال س
چکیده 1
فصل اول
مقدمه نانو 3
1-1 مقدمه 4
1-1-1 فناوری نانو 4
1-2 معرفی نانولوله‌های کربنی 5
1-2-1 ساختار نانو لوله‌های کربنی 5
1-2-2 کشف نانولوله 7
1-3 تاریخچه 10
فصل دوم
خواص و کاربردهای نانو لوله های کربنی 14
2-1 مقدمه 15
2-2 انواع نانولوله‌های کربنی 16
2-2-1 نانولوله‌ی کربنی تک دیواره (SWCNT) 16
2-2-2 نانولوله‌ی کربنی چند دیواره (MWNT) 19
2-3 مشخصات ساختاری نانو لوله های کربنی 21
2-3-1 ساختار یک نانو لوله تک دیواره 21
2-3-2 طول پیوند و قطر نانو لوله کربنی تک دیواره 24
2-4 خواص نانو لوله های کربنی 25
2-4-1 خواص مکانیکی و رفتار نانو لوله های کربن 29
2-4-1-1 مدول الاستیسیته 29
2-4-1-2 تغییر شکل نانو لوله ها تحت فشار هیدرواستاتیک 33
2-4-1-3 تغییر شکل پلاستیک و تسلیم نانو لوله ها 36
2-5 کاربردهای نانو فناوری 39
2-5-1 کاربردهای نانولوله‌های کربنی 40
2-5-1-1 کاربرد در ساختار مواد 41
2-5-1-2 کاربردهای الکتریکی و مغناطیسی 43
2-5-1-3 کاربردهای شیمیایی 46
2-5-1-4 کاربردهای مکانیکی 47
فصل سوم
روش های سنتز نانو لوله های کربنی 55
3-1 فرایندهای تولید نانولوله های کربنی 56
3-1-1 تخلیه از قوس الکتریکی 56
3-1-2 تبخیر/ سایش لیزری 58
3-1-3 رسوب دهی شیمیایی بخار به کمک حرارت(CVD) 59
3-1-4 رسوب دهی شیمیایی بخار به کمک پلاسما (PECVD ) 61
3-1-5 رشد فاز بخار 62
3-1-6 الکترولیز 62
3-1-7 سنتز شعله 63
3-1-8 خالص سازی نانولوله های کربنی 63
3-2 تجهیزات 64
3-2-1 میکروسکوپ های الکترونی 66
3-2-2 میکروسکوپ الکترونی عبوری (TEM) 67
3-2-3 میکروسکوپ الکترونی پیمایشی یا پویشی (SEM) 68
3-2-4 میکروسکوپ های پروب پیمایشگر (SPM) 70
3-2-4-1 میکروسکوپ های نیروی اتمی (AFM) 70
3-2-4-2 میکروسکوپ های تونل زنی پیمایشگر (STM) 71
فصل چهارم
شبیه سازی خواص و رفتار نانو لوله های کربنی بوسیله روش های پیوسته 73
4-1 مقدمه 74
4-2 مواد در مقیاس نانو 75
4-2-1 مواد محاسباتی 75
4-2-2 مواد نانوساختار 76
4-3 مبانی تئوری تحلیل مواد در مقیاس نانو 77
4-3-1 چارچوب های تئوری در تحلیل مواد 77
4-3-1-1 چارچوب محیط پیوسته در تحلیل مواد 77
4-4 روش های شبیه سازی 79
4-4-1 روش دینامیک مولکولی 79
4-4-2 روش مونت کارلو 80
4-4-3 روش محیط پیوسته 80
4-4-4 مکانیک میکرو 81
4-4-5 روش المان محدود (FEM) 81
4-4-6 محیط پیوسته مؤثر 81
4-5 روش های مدلسازی نانو لوله های کربنی 83
4-5-1 مدلهای مولکولی 83
4-5-1-1 مدل مکانیک مولکولی ( دینامیک مولکولی) 83
4-5-1-2 روش اب انیشو 86
4-5-1-3 روش تایت باندینگ 86
4-5-1-4 محدودیت های مدل های مولکولی 87
4-5-2 مدل محیط پیوسته در مدلسازی نانولوله ها 87
4-5-2-1 مدل یاکوبسون 88
4-5-2-2 مدل کوشی بورن 89
4-5-2-3 مدل خرپایی 89
4-5-2-4 مدل قاب فضایی 92
4-6 محدوده کاربرد مدل محیط پیوسته 95
4-6-1 کاربرد مدل پوسته پیوسته 97
4-6-2 اثرات سازه نانولوله بر روی تغییر شکل 97
4-6-3 اثرات ضخامت تخمینی بر کمانش نانولوله 98
4-6-4 اثرات ضخامت تخمینی بر کمانش نانولوله 99
4-6-5 محدودیتهای مدل پوسته پیوسته 99
4-6-5-1 محدودیت تعاریف در پوسته پیوسته 99
4-6-5-2 محدودیت های تئوری کلاسیک محیط پیوسته 99
4-6-6 کاربرد مدل تیر پیوسته 100
فصل پنجم
مدل های تدوین شده برای شبیه سازی رفتار نانو لوله های کربنی 102
5-1 مقدمه 103
5-2 نیرو در دینامیک مولکولی 104
5-2-1 نیروهای بین اتمی 104
5-2-1-1 پتانسیلهای جفتی 105
5-2-1-2 پتانسیلهای چندتایی 109
5-2-2 میدانهای خارجی نیرو 111
5-3 بررسی مدل های محیط پیوسته گذشته 111
5-4 ارائه مدل های تدوین شده برای شبیه سازی نانولوله های کربنی 113
5-4-1 مدل انرژی- معادل 114
5-4-1-1 خصوصیات محوری نانولوله های کربنی تک دیواره 115
5-4-1-2 خصوصیات محیطی نانولوله های کربنی تک دیواره 124
5-4-2 مدل اجزاء محدود بوسیله نرم افزار ANSYS 131
5-4-2-1 تکنیک عددی بر اساس المان محدود 131
5-4-2-2 ارائه 3 مدل تدوین شده اجزاء محدود توسط نرم افزار ANSYS 141
5-4-3 مدل اجزاء محدود بوسیله کد عددی تدوین شده توسط نرم افزار MATLAB 155
5-4-3-1 مقدمه 155
5-4-3-2 ماتریس الاستیسیته 157
5-4-3-3 آنالیز خطی و روش اجزاء محدود برپایه جابجائی 158
5-4-3-4 تعیین و نگاشت المان 158
5-4-3-5 ماتریس کرنش-جابجائی 161
5-4-3-6 ماتریس سختی برای یک المان ذوزنقه ای 162
5-4-3-7 ماتریس سختی برای یک حلقه کربن 163
5-4-3-8 ماتریس سختی برای یک ورق گرافیتی تک لایه 167
5-4-3-9 مدل پیوسته به منظور تعیین خواص مکانیکی ورق گرافیتی تک لایه 168
فصل ششم
نتایج 171
6-1 نتایج حاصل از مدل انرژی-معادل 172
6-1-1 خصوصیات محوری نانولوله کربنی تک دیواره 173
6-1-2 خصوصیات محیطی نانولوله کربنی تک دیواره 176
6-2 نتایج حاصل از مدل اجزاء محدود بوسیله نرم افزار ANSYS 181
6-2-1 نحوه مش بندی المان محدود نانولوله های کربنی تک دیواره در نرم افزار ANSYS و ایجاد ساختار قاب فضایی و مدل سیمی به کمک نرم افزار ]54MATLAB [ 182
6-2-2 اثر ضخامت بر روی مدول الاستیک نانولوله های کربنی تک دیواره 192
6-3 نتایج حاصل از مدل اجزاء محدود بوسیله کد تدوین شده توسط نرم افزار MATLAB 196
فصل هفتم
نتیجه گیری و پیشنهادات 203
7-1 نتیجه گیری 204
7-2 پیشنهادات 206
فهرست مراجع 207
تعداد مشاهده: 71 مشاهده
فرمت فایل دانلودی:.zip
فرمت فایل اصلی: zip
تعداد صفحات: 207
حجم فایل:8,659 کیلوبایت
-
محتوای فایل دانلودی:
فایل دانلودی دارای محتوای word است