تحلیل کمانش نانو لوله های کربنی با استفاده از تئوری الاستیسیته غیر محلی

در این رساله، کمانش نانو لوله های کربنی با استفاده از تئوری الاستیسیته غیر محلی (nonlocal elasticity theory) مورد بررسی قرار می گیرد. در ابتدا، کمانش الاستیک نانو لوله کربنی دوجداره بر بستر الاستیک تحت فشار محوری با استفاده از تئوری تیر تیموشنکو غیر محلی (nonlocal timoshenko beam theory) مطالعه می گردد. تاثیرات محیط الاستیک، نیروی واندروالس بین نانو لوله های داخلی و خارجی و اثر مقیاس کوچک بر اساس مدل های وینکلر[2]، لئونارد–جونز[6] و ارینگن روی بار کمانش بحرانی نشان داده شده است. سپس با استفاده از مدل پوسته استوانه ای دانل و تئوری الاستیسیته غیر محلی، کمانش نانو لوله کربنی تک جداره تحت بارگذاری های مختلف از قبیل فشار محوری، فشار شعاعی و بارگذاری پیچشی بر بستر الاستیک بر اساس مدل های وینکلر و پاسترناک بررسی می شود. در ادامه کمانش پیچشی نانو لوله کربنی دو جداره بر بستر الاستیک براساس تئوری الاستیسیته غیر محلی ارائه می شود. اثرات نیروهای واندروالس بین دو لایه مجاور و محیط الاستیک بر اساس مدلهای وینکلر و پاسترناک مورد بررسی قرار می گیرد. همچنین از مدل پوسته استوانه ای برای پیش بینی مسیر بعد از کمانش پوسته جدار نازک طویل (نانو لوله کربنی تک جداره) تحت فشار محوری استفاده گردیده و از روش ریتز برای حل معادلات حاکمه تعادل مدل پوسته استوانه ای براساس مدل غیر خطی وان کارمن استفاده شده است. مسیر بعد از کمانش پوسته جدار نازک طویل (نانو لوله کربنی تک جداره) با استفاده از روش انرژی به دست آمده است. همچنین، رابطه بعد از کمانش بین تنش محوری و کوتاه شدگی برای پارامترهای هندسی از جمله نسبت طول به شعاع و شعاع به ضخامت مختلف مورد بررسی قرار گرفته است. این تئوری برای تحلیل رفتار پس از کمانش نانو لوله های کربنی تک جداره بدون در نظر گرفتن اثر مقیاس کوچک استفاده شده است. نتایج نشان می دهد که مسیر بعد از کمانش نانو لوله کربنی تک جداره تحت فشار محوری ناپایدار است.