عنوان کامل: بررسی مدلسازی و آنالیز خواص مکانیکی نانو لوله های کربنی
فرمت فایل: WORD (قابل ویرایش)
تعداد صفحات : 260 همراه با تصاویر و نمودارهای مربوطه
بخشی از مقدمه پروژه مدلسازی و آنالیز خواص مکانیکی نانو لوله های کربنی:
از آنجائیکه شرکت های بزرگ در رشته نانو فناوری مشغول فعالیت هستند و رقابت بر سر عرصه محصولات جدید شدید است و در بازار رقابت، قیمت تمام شده محصول، یک عامل عمده در موفقیت آن به شمار می رود، لذا ارائه یک مدل مناسب که رفتار نانولوله های کربن را با دقت قابل قبولی نشان دهد و همچنین استفاده از آن توجیه اقتصادی داشته باشد نیز یک عامل بسیار مهم است. به طور کلی دو دیدگاه برای بررسی رفتار نانولوله های کربنی وجود دارد، دیدگاه دینامیک مولکولی و محیط پیوسته. دینامیک مولکولی با وجود دقت بالا، هزینه های بالای محاسباتی داشته و محدود به مدل های کوچک می باشد. لذا مدل های دیگری که حجم محاسباتی کمتر و توانایی شبیه سازی سیستمهای بزرگتر را با دقت مناسب داشته باشند بیشتر توسعه یافته اند.
پیش از این بر اساس تحلیل های دینامیک مولکولی و اندرکنش های بین اتم ها، مدلهای محیط پیوسته، نظیر مدلهای خرپایی، مدلهای فنری، قاب فضایی، بمنظور مدلسازی نانولوله ها، معرفی شده اند. این مدلها، بدلیل فرضیاتی که برای ساده سازی در استفاده از آنها لحاظ شده اند، قادر نیستند رفتار شبکه کربنی در نانولوله های کربنی را بطور کامل پوشش دهند.
در این پایان نامه از ثوابت میدان نیرویی بین اتمها و انرژی کرنشی و پتانسیل های موجود برای شبیه سازی رفتار نیرو های بین اتمی استفاده شده و به بررسی و آنالیز رفتار نانولوله های کربنی از چند دیدگاه مختلف می پردازیم، و مدل های تدوین شده را به شرح زیر ارائه می نمائیم:
۱.مدل انرژی- معادل
۲.مدل اجزاء محدود بوسیله نرم افزار ANSYS
۳.مدل اجزاء محدود بوسیله کد عددی تدوین شده توسط نرم افزار MATLAB
مدل های تدوین شده به منظور بررسی خصوصیات مکانیکی نانولوله کربنی تک دیواره بکار گرفته شده است. در روش انرژی- معادل، انرژی پتانسیل کل مجموعه و همچنین انرژی کرنشی نانو لوله کربنی تک دیواره بکار گرفته می شود. خصوصیات صفحه ای الاستیک برای نانو لوله های کربنی تک دیواره برای هر دو حالت صندلی راحتی و زیگزاگ در جهت های محوری و محیطی بدست آمده است.
در مدل اجزاء محدود بوسیله نرم افزار ANSYS ، به منظور انجام محاسبات عددی، نانو لوله کربنی با یک مدل ساختاری معادل جایگزین می شود.
در مدل اجزاء محدود سوم، کد عددی توسط نرم افزار MATLAB تدوین شده که از روش اجزاء محدود برای محاسبه ماتریس سختی برای یک حلقه شش ضلعی کربن، و تعمیم و روی هم گذاری آن برای محاسبه ماتریس سختی کل صفحه گرافیتی، استفاده شده است.
فهرست مطالب پایان نامه مدلسازی و آنالیز خواص مکانیکی نانولوله های کربنی به صورت زیر می باشد :
- چکیده
فصل اول : مقدمه نانو
- مقدمه
- فناوری نانو
- معرفی نانولوله های کربنی
- ساختار نانولوله های کربنی
- کشف نانولوله های کربنی
- تاریخچه
فصل دوم : خواص و کاربرد های نانولوله های کربنی
- مقدمه
- انواع نانولوله های کربنی
- نانولوله های کربنی تک جداره
- نانولوله های کربنی چند جداره
- مشخصات ساختاری نانولوله های کربنی
- خواص نانولوله های کربنی
- خواص مکانیکی و رفتار نانولوله های کربنی
- کاربردهای نانولوله های کربنی
- کاربرد در ساختار مواد
- کاربرد های الکتریکی و مغناطیسی
- کاربردهای شیمیایی
- کاربردهای مکانیکی
فصل سوم : روش های سنتز نانولوله های کربنی
- فرایند های تولید نانولوله های کربنی
- تجهیزات
فصل چهارم : شبیه سازی خواص و رفتار نانولوله های کربنی بوسیله روش های پیوسته
- مقدمه
- مواد در مقیاس نانو
- مواد محاسباتی
- مواد نانو ساختار
- مبانی تئوری تحلیل مواد در مقیاس نانو
- روش های شبیه سازی
- روش های مدلسازی نانولوله های کربنی
- مدل های مولکولی
- مدل محیط پیوسته در ملسازی نانولوله ها
- محدوده کاربرد مدل محیط پیوسته
فصل پنجم : مدل های تدوین شده برای شبیه سازی رفتار نانولوله های کربنی
- مقدمه
- نیرو در دینامیک مولکولی
- بررسی مدل های محیط پیوسته گذشته
- ارائه مدل های تدوین شده برای شبیه سازی نانولوله های کربنی
- فصل ششم : نتایج
- نتایج حاصله از مدل انرژی معادل
- نتایج حاصله از مدل اجزا محدود بوسیله نرم افزار Ansys
- نتایج حاصله از مدل اجزا محدود بوسیله کد تدوین شده توسط نرم افزار Matlab
- فصل هفتم : نتیجه گیری و پیشنهادات
- نتیجه گیری
- پیشنهادات
- منابع و ماخذ
مدلسازی و آنالیز خواص مکانیکی نانولوله های کربنی