محاسبه خواص مکانیکی و بررسی پدیده کمانش در نانولوله های یک جداره با استفاده از مدل دینامیک مولکولی

در این پژوهش رفتار مکانیکی نانولوله های کربنی و همچنین نانولوله های کربید سیلیسیم با استفاده از تئوری دینامیک مولکولی بر اساس تابع پتانسیل ترسف مورد مطالعه قرار گرفته است. در مرحله اول ضریب الاستیسیته ی نانولوله های کربید سیلیسیم و کربنی برای ساختارهای آرمچیر و زیگ-زاگ به ازای قطرهای مختلف بدست آمده و اثر تغییر قطر نانولوله ها و همچنین تاثیر تغییرات دمای سیستم بر ضریب الاستیسیته ی این نانولوله ها بررسی شده است. نتایج حاصل با جواب های موجود در مقالات مقایسه گردیده است و صحت مدل موجود مورد تایید قرار گرفته است. محاسبات انجام شده نشان می دهد که مقادیر مدول یانگ در نانولوله های کربنی و کربید سیلیسیم به ازای افزایش دمای سیستم کاهش می یابد. در مرحله دوم پدیده کمانش بر اثر بار محوری-فشاری در نانولوله های کربنی و کربید سیلیسیم مدلسازی گردیده و مقادیر باربحرانی کمانش برای نانولوله ها با ساختارهای آرمچیر و زیگ-زاگ بدست آمده است. در این مرحله اثر تغییرات طول، دما وقطر نانولوله و همچنین اثر پارامتر نرخ کرنش بر مقادیر باربحرانی کمانش بررسی شده است. بر اساس نتایج حاصله نانولوله ها دارای دو مود کمانشی می باشند. در مود اول کمانش تغییر شکل نانولوله ها مشابه پوسته ها بوده و در مود دوم کمانش، رفتار آنها شبیه ستون ها می باشد. مشاهده شد که با افزایش طول و قطر نانولوله های کربنی و کربید سیلیسیم، مقدار بار بحرانی کمانش کاهش قابل توجهی می یابد. در مرحله سوم، کمانش نانولوله های کربنی وکربید سیلیسیم با ساختارهای آرمچیر و زیگ-زاگ برای حالتهای مختلف نقص شبکه بررسی شده است.