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.

در این تحقیق، آنالیز تنش- کرنش و بردار اغتشاش میدان مغناطیسی در یک مخزن پلی استایرن جدار ضخیم استوانه ای تقویت شده با نانولوله ی کربنی تک جداره درجه بندی شده در جهت شعاع، تحت فشار داخلی و میدان حرارتی یکنواخت واقع در یک میدان مغناطیسی یکنواخت در جهت محور آن، انجام شده است. نانولوله بصورت مستقیم و منظم بوده و درصد حجمی آن از سطح داخل به خارج می تواند بصورت چیدمان یکنواخت، کاهشی یا افزایشی تغییر کند. جهت کسب رابطه تنش-کرنش برای نانوکامپوزیت از روش موری تاناکا استفاده شده است. با بکارگیری معادلات حرکت، تنش-کرنش و سازگاری برای سیلندر، یک معادله دیفرانسیل مرتبه دوم بر حسب جابجایی بدست آمده است. با حل آن و با توجه به شرایط مرزی، توزیع تنش های شعاعی، محیطی و محوری بر حسب شعاع بدست آمده اند. نتایج نشان می دهد، برای یک مخزن استوانه ای نانوکامپوزیتی تحت فشار داخلی, چیدمان مختلف نانولوله تاثیری در مقادیر تنش شعاعی ندارد ولی مقادیر تنش های محیطی در چیدمان افزایشی نسبت به حالت ایزوتروپیک، کمتر می باشند. اگر دمای سطح داخل و خارج مخزن ثابت باشد, تنش های شعاعی و محیطی با چیدمان افزایشی نسبت به حالت ایزوتروپیک کمتر خواهند بود. اگر مخزن تحت فشار داخلی، درجه حرارت یکنواخت و میدان مغناطیسی یکنواخت باشد، رفتار تنش مشابه با بارگذاری حرارتی دما ثابت خواهد بود. همچنین مقادیر بردار اغتشاش میدان مغناطیسی در هر نوع چیدمان کمتر از حالت ایزوتروپیک می باشند. اگر مخزن تحت فشار داخلی، درجه حرارت گذرا و میدان مغناطیسی یکنواخت باشد، بیشترین مقادیر تنش شعاعی در چیدمان افزایشی و برای تنش محیطی در چیدمان کاهشی خواهد بود . همچنین چیدمان مختلف تاثیری در مقادیر بردار اغتشاش میدان مغناطیسی نسبت به حالت ایزوتروپیک ندارد.

در این تحقیق کمانش مخزن استوانه ای جدار نازک پیزوالکتریکی پلیمری هوشمند تقویت شده توسط نانو لوله چند جداره نیترید بور تحت بار های الکتروترمومکانیک با تکیه گاه های ساده و گیردار در دو طرف به روش تحلیلی مورد بررسی قرار گرفته است. جهت تحلیل سازه، معادلات تعادلی با استفاده از اصل حداقل انرژی پتانسیل بدست آمده است. در حل تحلیلی از روابط دانل و تئوری کلاسیک پوسته های کامپوزیتی استفاده شده است. برای مدل سازی و تعیین ویژگی های مکانیکی معادل کامپوزیت تقویت شده با نانو لوله نیترید بور، از مدل میکرومکانیک استفاده شده است. نزدیکترین مدل به نتایج تجربی، مدل ارائه شده برای کامپوزیت های تقویت شده با الیاف پیزوالکترومگنتیک است که در این پایان نامه از این روش استفاده شده است. اتصال در سطح مشترک نانو لوله و پلیمر ایده آل بوده و جدایی در سطح مشترک ایجاد نمی شود. علاوه بر این در این پایان نامه اثر تغییر در زاویه قرار گیری الیاف نسبت به محور استوانه، اثر افزایش درصد حجمی الیاف درون پلیمر، اثر تغییر در نسبت طول به شعاع پوسته و تغییر در میدان های حرارتی و الکتریکی وارد بر پوسته در پایداری کامپوزیتی مورد بررسی قرار گرفته است.

در این تحقیق پایداری پیچشی و خمشی ورق کامپوزیتی با زمینه پلیمری تقویت شده با نانولوله های کربنی بررسی شده است. ورق مورد نظر از نوع ورق دایره ای توخالی می باشد. ابتدا به مدل سازی نانولوله ها کربنی درون زمینه پلیمری پرداخته شده است برای این کار از سه مدل میکرومکانیکی جدایی سطح مشترک، مدل موری تاناکا و انباشتگی نانولوله ها استفاده شده است و با استفاده از آنها خواص مکانیکی معادل کامپوزیت تعیین شده است. در مدل جدایی اثر نیروی واندروالس در سطح مشترک نانولوله های کربنی و پلیمر و اثر شعاع نانولوله های کربنی بر روی خواص مکانیکی معادل و پایداری ورق بررسی شده است. همچنین اثر تراکم نانولوله ها در نواحی خاص از کامپوزیت بررسی شده است. صفحه گرد توخالی یکبار تحت گشتاور پیچشی در لبه داخلی و خارجی قرار گرفته است و یکبار تحت بار شعاعی در لبه داخلی و خارجی قرار گرفته است و یکبار نیز تحت ترکیبی از این دو بار قرار گرفته است. صفحه گرد مورد نظر نازک است بنابراین تغییر شکلها کوچک فرض شده و برای تحلیل کمانش از تئوری کلاسیک صفحات استفاده شده است. سپس با استفاده از تابع انرژی و روش ریتز، گشتاور پیچشی بحرانی و بار بحرانی برای شروع ناپایداری محاسبه شده است. با تغییر تابع فرضی برای جابجایی عمودی ورق اثر تغییر شرایط مرزی در لبه های داخلی و خارجی ورق بر روی پایداری صفحه گرد بررسی شده است. افزایش نیروی واندروالس در سطح مشترک نانولوله و پلیمر همچنین کاهش شعاع نانولوله های کربنی باعث افزایش پایداری ورق می شود. تغییر شرایط تکیه گاهی در لبه های داخلی و خارجی ورق از حالت ساده به گیردار باعث افزایش گشتاور و فشار بحرانی وارد به ورق می-شود. توزیع یکنواخت و منظم نانولوله ها باعث افزایش پایداری صفحه گرد و توزیع غیریکنواخت آنها باعث کاهش بار بحرانی کمانش می شود. افزایش درصد حجمی نانولوله های کربنی صفحه گرد را پایدارتر می کند و کاهش نسبت شعاع داخلی به خارجی باعث افزایش پایداری صفحه گرد می شود

در این تحقیق به بررسی کمانش نانولوله های نیتریدبور چند جداره احاطه شده توسط نانولوله های کربنی چند جداره تحت بارهای ترکیبی الکتروترمومکانیک توسط مدل های تیر اویلر برنولی، تیر تیموشنکو و مدل پوسته استوانه ای پرداخته شده است. برای به دست آوردن معادلات تعادل در مکانیک محیط های پیوسته غیر موضعی از روش انرژی و اصل مینیمم انرژی پتانسیل استفاده شده است. برای مدل سازی محیط الاستیک نانولوله های کربنی از مدل وینکلر - پاسترناک استفاده شده و نیروهای واندروالس بین لایه ای با استفاده روش لئونارد-جونز بیان شده است. اثر مقیاس کوچک توسط رابطه غیر موضعی ارینگن در روابط وارد شده است.همچنین در این پایان نامه اثرات طول نانولوله، میدان های الکتریکی و حرارتی،محیط الاستیک و اثر مقیاس کوچک در بار کمانش نانولوله نیتریدبور مورد بررسی قرار گرفته است.

در این تحقیق پایداری محوری پوسته استوانه ای جدار نازک پلیمری تقویت شده توسط نانو لوله نیترید بور با تکیه گاه های ساده و گیردار در دو طرف به روش تحلیلی مورد بررسی قرار گرفته است. جهت تحلیل سازه، معادلات تعادلی با استفاده از اصل حداقل انرژی پتانسیل بدست آمده است. در حل تحلیلی از روابط دانل و تئوری کلاسیک پوسته های کامپوزیتی استفاده شده است. برای مدل سازی و تعیین ویژگی های مکانیکی معادل کامپوزیت تقویت شده با نانو لوله نیترید بور، از مدل میکرومکانیک استفاده شده است. نزدیکترین مدل به نتایج تجربی، مدل ارائه شده برای کامپوزیت های تقویت شده با الیاف نانو است که در این پایان نامه از این روش استفاده شده است. اتصال در سطح مشترک نانو لوله و پلیمر ایده آل بوده و جدایی در سطح مشترک ایجاد نمی-شود. علاوه بر این در این پایان نامه اثر تغییر در زاویه قرار گیری الیاف نسبت به محور استوانه، اثر افزایش درصد حجمی الیاف درون پلیمر، اثر تغییر در نسبت طول به شعاع پوسته و اثر پراکندگی الیاف در پایداری کامپوزیتی مورد بررسی قرار گرفته است.

در این پژوهش تحلیل تنش مخزن استوانه ای جدار ضخیم از جنس نانو کامپوزیت با زمینه پیزوالکتریک پلیمری هوشمند تقویت شده با نانولوله کربنی چند جداره تحت شرایط بارگذاری فشارداخلی، فشارخارجی، اختلاف پتانسیل الکتریکی بین مرز داخل و خارج، شار مغناطیسی و میدان حرارتی یکنواخت، به صورت تک میدان، کوپل دو میدان، سه میدان و در نهایت کوپل هم زمان میدان های مختلف به روش تحلیلی بررسی شده است. نسبت طول به قطر مخزن زیاد بوده، بنابراین معادلات به صورت کرنش صفحه ای و بر پایه سه دسته معادله که شامل معادلات متشکله، معادلات کرنش تغییر مکان و معادلات تعادلی تنش کرنش و جابجایی الکتریکی می باشند، به دست آمده است. روابط حاصل شده برای بارگذاری های مختلف دارای پاسخ های همگن و غیر همگن بوده که پاسخ همگن آن از روش کوشی- اویلر و پاسخ ناهمگن از روش ضرایب نامعین تعیین گردیده است. برای مدل سازی و تعیین ویژگی های مکانیکی معادل کامپوزیت تقویت شده با نانو لوله کربنی، از روش های موری تاناکا و ترکیب استفاده شده است. اتصال در سطح مشترک نانو لوله و پلیمر ایده آل در نظر گرفته شده و جدایی در سطح مشترک اتفاق نمی افتد.

در این تحقیق، ارتعاشات غیر خطی و انتشار موج الکتروترمومکان یکی یک پوسته استوانه ای از جنس پلی مورد بررسی قرار گرفته است. پوسته hdqm اتیلن واقع در محیط ویسکوالاستیک با استفاده از روش دارای یک هسته کامپوزیتی هوشمند از جنس پلی وینیلیدن فلوراید تقویت شده توسط نانولوله نیترید بور بوده که حاوی جریان سیال ویسکوز می باشد. هسته به صورت استوانه جدار ضخیم که به صورت محوری تقویت شده، مدلسازی شده است. برای مدلسازی و تعیین ویژگیهای مکانیکی معادل کامپوزیت تقویت شده با نانو لوله نیترید بور، از مدل میکرومکانیک استفاده شده است. با استفاده از مع ادلات کرنش -جابجایی غیر خطی، تنش-کرنش و معادله شارژ، معادلات انرژی کل که شامل انرژی کل پوسته و هسته است، بدست آمده و با استفاده از روش هامیلتون یا کار مجازی معادلات حرکت در سه جهت متعامد درمختصات استوانه ای برای پوسته و هسته را بدست آمده است. هدف از انجام این تحقیق، بررسی اثرات درصد هوشمندی هسته ، بار الکتریکی و حرارتی، سرعت سیال عبوری از هسته، پارامترهای هندسی پوسته، محیط ویسکو الاستیک، ویسکوزیته، زاویه و درصد حجمی الیاف نیترید بور در پلیمر روی فرکانس ارتعاشات و سرعت فاز موج می باشد. نتایج نشان می دهد که بار الکتریکی فرکانس و محدوده پایداری را افزایش می دهد که می تواند عملکرد سنسورها و عملگرها را بهبود بخشد.

در این تحقیق ارتعاشات غیرخطی یک میکرو صفحه کامپوزیتی هوشمند، دو میکرو صفحه کامپوزیتی هوشمند کوپل شده توسط محیط پاسترناک و دو میکرو صفحه کامپوزیتی هوشمند کوپل شده توسط محیط ویسکو پاسترناک حاوی جریان سیال مورد بررسی قرار گرفته است. برای تحلیل میکروصفحات هوشمند از تئوری کلاسیک پیزوالاستیسیته غیر موضعی صفحه استفاده شده است. میکروصفحات در راستای طول با نانو لوله های نیترید بور تقویت شده اند و برای مدل سازی و تعیین ویژگی های مکانیکی معادل کامپوزیت، مدل میکرومکانیک بکار گرفته شده است. جریان سیال عبوری از روی میکروصفحه، غیر قابل تراکم و لزج فرض شده و برای نشان دادن اثر آن، از معادله اصلاح شده ناویراستوکس با در نظر گرفتن شرط مرزی لغزشی، استفاده شده است. با استفاده از معادلات کرنش-جابجایی غیر خطی، تنش-کرنش و معادله شارژ، معادلات انرژی کل بدست آمده و با استفاده از روش هامیلتون یا کار مجازی معادلات حرکت در سه جهت متعامد درمختصات کارتزین برای صفحات بدست آورده شده است. با توجه به غیر خطی بودن معادلات حاکمه، از روش عددی تفاضلات مربعی (dqm) به دلیل دقت و سرعت همگرایی بهتر نسبت به سایر روش ها، برای محاسبه فرکانس استفاده شده است. در قسمت نتایج عددی ، جنبه های مختلف نظیر اثر تغییر دما ، پارامترهای هندسی صفحات، محیط الاستیک، زاویه و درصد حجمی الیاف نیترید-بور در پلیمر، مقیاس کوچک، ویسکوزیته و سرعت سیال روی فرکانس به تفصیل مورد بررسی قرار گرفته است.

در این پروژه ارتعاشات غیرخطی سیستم کوپله گرافن شیت حلقوی دولایه تحت میدان حرارتی و واقع در محیط ویسکوالاستیک مورد مطالعه قرار گرفته است. از تئوری مکانیک محیط پیوسته ورق ایزوتروپیک و روابط کلاسیک ورق استفاده شده است. با بکارگیری معادلات انرژی و اعمال اصل همیلتون معادلات ساختاری بدست می آیند و اثرات غیرموضعی با استفاده از تئوری غیرموضعی ارینگن و پارامتر مقیاس کوچک در معادلات حاکمه وارد شده اند. ماتریس ویسکوالاستیک اطراف، فونداسیون پاسترناک ویسکوالاستیک خطی در نظر گرفته شده است. محیط ویسکوالاستیک، با مجموعه فنرها، دمپرها و لایه واقع بر زیر صفحات گرافن، که به ترتیب اثرات وینکلر، محیط ویسکوز و پاسترناک را نشان می دهند، مدل شده است. از روابط غیر خطی، جهت حصول نتایج دقیقتر در بررسی رفتار ارتعاشی ساختار استفاده، و به کمک روش عددی تفاضلات مربعی حل می گردند. ابتدا اثرات مختلف تغییرات نسبت شعاع ها، نسبت ضخامت به شعاع، پارامتر عمودی، برشی و ویسکوز محیط ویسکو الاستیک، دما و حالات مختلف محیط الاستیک و ویسکو الاستیک بر روی ارتعاش سیستم در قالب نمودارهای مختلف ارائه می شود سپس تمامی حالات ممکن ارتعاشات همفاز و غیرهمفاز شیت ها نسبت به یکدیگر و اثرات تغییرات پارامترهای ماتریس ویسکوالاستیک بر ارتعاش سیستم مورد مطالعه قرار می گیرد.

در این پایان¬نامه به بررسی کمانش و ارتعاشات غیرخطی دو نانولوله¬ی دو جداره نیتریدبور کوپل شده تحت بارهای ترکیبی الکتروترمومکانیک با در نظر گرفتن تئوری غیر محلی پیزوالاستیسیته، مدل تیر اویلر برنولی و تیموشنکو پرداخته شده است. نانولوله¬ها¬ی دو جداره نیتریدبور بر بستر پاسترناک به ¬عنوان محیط الاستیک کوپل و تعبیه شده¬اند. مدل لئونارد-جونز بکار برده شده تا اثر واکنش واندروالس بین نانولوله داخلی و بیرونی را شبیه سازی کند. بوسیله اصول هندسی غیرخطی ون- کارمن و هامیلتون و در نظر گرفتن معادلات شارژ برای کوپل کردن میدان مکانیکی و الکتریکی، معادلات غیرخطی حاکم درجه بالاتر از روش مربع¬سازی دیفرانسیلی استفاده شده است. اثرات قابل توجه پارامترها بر رفتار کمانشی و ارتعاشی سیستم بصورت دقیقی مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج نشان می¬دهند که پارامتر اثر مقیاس کوچک، محیط الاستیک، شرایط مرزی مختلف، پتانسیل الکتریکی، نسبت جانبی و حالت¬های هم¬فاز و غیرهم¬فاز نقش مهمی در کمانش و ارتعاشات غیرخطی سیستم کوپل شده هوشمند ایفا می¬کنند. این کار می¬تواند در طراحی و ساخت سیستم¬های مکانیکی نانو و میکرو الکتریکی به¬کار برده شود.

در این پژوهش انتشار موج و کمانش پیچشی نانولوله نیترید-بور حاوی جریان سیال ویسکوز با در نظر گرفتن اثرات سطح بر اساس تئوری پوسته¬ی گورتین-مورداچ بررسی می-شود. با بکارگیری تنش کوپله اصلاح شده در تئوری تغییر شکل برشی مرتبه اول یک مدل غیر کلاسیک برای نانولوله نیتریدبور بیان شده است. محیط ویسکوپاسترناک اطراف نانولوله نیتریدبور را در برگرفته و سیال ویسکوز از درون نانولوله با در نظر گرفتن شرط لغزش و ویسکوزیته موثر عبور می¬کند. معادلات حاکم با استفاده از اصل هامیلتون و با توجه به تئوری غیرخطی ون کارمن حاصل شده¬اند. اثرات مقیاس کوچک، سرعت سیال، عدد نادسن، طول نانولوله، ضرایب محیط الاستیک، مدول سطح، اثر تنش پسماند و نیرو¬ی پیچشی روی سرعت فاز و کمانش بررسی شده است. نتایج نشان می¬دهند، با افزایش عدد موج محوری و محیطی سرعت فاز کاهش می¬یابد و به یک مقدار معین همگرا می¬شود. این به معنی کاهش فرکانس و در واقع پایین آمدن پایداری سیستم می¬باشد. همچنین با افزایش اعداد موج، بار کمانش بحرانی کاهش می¬یابد و به کمترین مقدار خود می¬رسد سپس افزایش پیدا می¬کند و اثر سطح باعث افزایش پایداری سیستم می¬شود.

در تحقیق حاضر تحلیل ارتعاشات خطی و غیر خطی و نیز ناپایداری نانولوله¬ی کربنی ویسکوالاستیک y شکل با استفاده از مدل¬های تیر اویلر برنولی و تئوری تیر مرتبه¬ی بالاتر که در آن تغییر شکل پیچشی نیز در نظر گرفته شده، مورد بررسی قرار گرفته است. نانولوله¬ی y شکل توسط یک تیر مستقیم و دو تیر دیگر که در یک محل به هم متصل شده اند، شبیه سازی شده است. این نانولوله حاوی جریان سیال بوده و این سیال می تواند سیال معمولی، ویسکوز و یا یک سیال با خاصیت مغناطیسی باشد. سیستم شبیه سازی شده در میدان مغناطیسی قرارگرفته و اثرات ناشی از این میدان بر فرکانس ارتعاشات و ناپایداری نانولوله کربنی دو شاخه مورد بررسی قرار گرفته است، همچنین تاثیر میدان مغناطیسی محلول دارای خاصیت مغناطیسی و نیز نقش آن بر فرکانس ارتعاشات سیستم، توسط معادله ناویر-استوکس مورد مطالعه قرار گرفته است. در این تحقیق نانولوله تک جداره y شکل در محیط ویسکوالاستیک غیرموضعی قرار داشته و جنس نانولوله کربنی نیز ویسکوالاستیک در نظر گرفته شده است. همچنین برای شبیه سازی نانولوله کربنی در مقیاس نانو از تئوری غیرموضعی ارینگن استفاده شده است. معادلات حاکم و شرایط مرزی طبیعی و هندسی در تکیه¬گاه¬ها و نقطه¬ی اتصال به کمک اصل هامیلتون بدست آمده و برای استخراج جوابها از روش گالرکین و روشی بر پایه¬ی تکرار استفاده شده است. همچنین در این تحقیق برای حل معادلات غیر خطی از روش تحلیل هوموتوپی استفاده شده است.تاثیر پارامترهای مختلفی بر ارتعاشات خطی و غیر خطی و نیز ناپایداری سیستم نانولوله تک جداره y شکل بررسی شده است؛ اثر مقیاس کوچک طول، زاویه جدایی شاخه های نانولوله مستقیم، میدان مغناطیسی در جهات مختلف، اثر سطح و تنش ناشی از آن، ویسکوزیته و خاصیت مغناطیسی نانوسیال عبوری مواردی است که در این تحقیق بدان پرداخته شده است. از نتایج قابل توجه در این تحقیق پیشنهاد مدل محیط الاستیک غیرموضعی می¬باشد که می¬توان از آن به مدل¬ جامع یاد کرد که سایر مدل¬های محیط الاستیک را می¬توان از آن استخراج نمود. نتیجه دیگر اینکه در این مدل سفتی محیط از سایر مدل¬ها بیشتر است. همچنین نتیجه مهم دیگر در رابطه با نانولوله دوشاخه حاوی جریان این است که با افزایش زاویه جدایی سیال پایداری سیستم بالا رفته و زمانی که هریک از زوایای جدایی به حالت قائم رسیدند می¬توان گفت که سیستم کاملاً پایدار می¬شود.

با توجه به کاربردهای فراوان نانو ورق های کربنی در سیستم های میکروالکترومکانیک و نانوالکترومکانیک، وجود یک سنسور و محرک در سطح بالایی یا پایینی آن می تواند به کارایی آنها بیافزاید. در این تحقیق، پاسخ دینامیکی، ارتعاشات و کمانش دینامیکی غیرخطی به همراه انتشار موج یک نانو ورق ساندویچی پیزوالکتریک تحلیل شده است. هسته این نانو ورق از یک نانو ورق کربنی ارتوتروپیک ویسکوالاستیک تحت میدان مغناطیسی است که با لایه های پیزوالکتریک ویسکوالاستیک اکسید زینک (zno) تحت میدان الکتریکی پوشانده شده است. لایه های zno در سطح بالایی و پایینی نانو ورق کربنی نقش محرک و سنسور را دارند. این نانو سازه بر روی بستر ویسکو الاستیک واقع شده که با استفاده از مدل ویسکوپاسترناک ارتوتروپیک غیر خطی شبیه سازی شده است. تئوری های پیزوالاستیسیته ی غیر محلی برای اثر دادن مقیاس کوچک، کلوین-ویت برای مدلسازی نانو ورق کربنی و zno به صورت ویسکوالاستیک و گورتین- مورداچ برای در نظر گرفتن تنش های سطحی استفاده شده اند. برای بدست آوردن معادلات حاکم بر سیستم، تئوری های کلاسیک، میندلین، برشی سینوسی و زیگزاگ اصلاح شده به کمک روابط انرژی و اصل همیلتون به کار گرفته شده است. به منظور به دست آوردن پاسخ دینامیکی، فرکانس و نسبت میرایی، محدوده پایداری دینامیکی به همراه فرکانس قطع و فرار، از روش های عددی تفاضلات مربعی، تفاضلات مربعی هارمونیک و تفاضلات مکعبی استفاده شده است. همچنین از یک کنترل کننده تناسبی-مشتقی برای کنترل رفتار دینامیکی نانو سازه مورد استفاده قرار گرفته است. تأثیر پارامترهای مختلفی مانند مقیاس کوچک، تنش های سطحی، محیط ویسکوپاسترناک، میدان های الکتریکی و مغناطیسی به همراه شرایط مرزی روی تحلیل دینامیکی نانو ورق ساندویچی هوشمند بررسی شده است. نتایج حاکی از آن است که ولتاژ اعمالی به محرک و میدان مغناطیسی موجود در نانو ورق کربنی می توانند به عنوان پارامترهای کنترلی موثر در ارتعاشات و بهبود رفتار دینامیکی سیستم باشند.

در این تحقیق ارتعاشات غیرخطی نانولوله های نیترید بور و کربنی کوپل شده، محصور شده توسط محیط ویسکوپاسترناک با استفاده از مدل های تیر رایلی و تیموشنکو تحلیل خواهد شد. نانولوله تحت حرکت نانوذره بوده و تحت تأثیر میدان های فیزیکی اعم از حرارتی، الکتریکی و مغناطیسی می باشد. شرایط تکیه گاهی در مراحل مختلف این تحقیق بصورت دو سر ساده و در سر گیردار در نظر گرفته شده است. تئوری پیزوالاستیسیته ی غیر موضعی برای مدلسازی نانولوله در نظر گرفته می شود و نیروهای اینرسی نانوذره نیترید بور نیز در این تحقیق در نظر گرفته شده اند. با استفاده از اصل هامیلتون، پونکاره، روش های نمو تعادلی نوسانی، گالرکین، انتگرال زمانی نیومارک به همراه روش تکرار مستقیم معادلات مرتبه بالای حرکت، فرکانس-های ارتعاشی وجابه جایی های طولی و عرضی نانولوله های کوپل شده زیگزاگ بدست آمده اند. از نوآوری ها و انگیزه های برجسته این تحقیق، محاسبه نیروی واندروالس بین نانوذره و نانولوله، نیروی واندروالس بین نانولوله ها در فضایی به ابعاد نانو، تحلیل ارتعاشات غیرخطی غیرموضعی نانولوله های نیترید بور و نیترید بور-کربنی تحت حرکت نانوذره با در نظر گرفتن نیروهای اینرسی در محیط ویسکوپاسترناک ، اثر میدان های فیزیکی کلی روی سیستم و به حساب آوردن ترم های جابجایی بزرگ در رابطه فن کارمن می باشند. اثر پارامترهای مختلفی مانند مقیاس کوچک، ضریب لاغری، محیط ویسکوپاسترناک، نیروهای اینرسی نانوذره، جرم و سرعت نانوذره، ضریب ویسکوزیته نانولوله، پاسخ زمانی و نیروهای برهمکنش واندروالس روی رفتار ارتعاشی سیستم-های کوپله نیترید بور و نیترید بور-کربنی بررسی شده است. با ساده سازی مدل حاضر و مقایسه با سایر مقالات مربوط نتایج مناسبی بدست می آید. مهم است ذکر شود که اثرات پارامترهای فوق نقش ارزنده ای روی پاسخ دینامیکی و ارتعاشی غیرخطی نانوابزارهای پیشرفته دارند که خود از علایق محققین در حوزه سازه های نانومکانیکی نظیر سیستم های میکرومکانیکی و نانومکانیکی می باشد.

این پژوهش تلاش کرده تا تحلیلی بر ارتعاشات لوله ها ی انتقال دریایی حاوی سیال دوفازی تحت اثر نیروی دریا واقع بر بستر الاستیک در سکوهای دریایی پارس جنوبی انجام دهد. وظیفه این لوله انتقال سیالی دوفازی به خشکی که همان مقصد لوله های انتقال است می باشد. برای مدلسازی سیال دوفازی از تئوری دریفت فلاکس استفاده شده است. معادلات حرکت با قانون دوم نیوتن و با در نظر گرفتن تاثیر نیروی امواج دریا و اصطکاک لایه رسوب بدست آمده است. نیروی امواج دریا با تئوری موج ایری مدل گشته که جزء تئوری های اصلی مورد استفاده در اقیانوس ها و دریاهاست که در مهندسی ساحل و معماری دریا از آن بهره مند می گردند و برای نیرویی که اصطکاک در لایه رسوب ایجاد می کند از قانون دارسی استفاده گردیده است. در ادامه توسط روش تحلیلی که ترکیبی از روش جداسازی متغیر ها و تبدیل لاپلاس می باشند، معادلات حرکت حل شده است و فرکانس محاسبه گردیده است. در ادامه با فرض متخلخل بودن بستر دریا و عبور جریان های زیر سطحی در کف دریا میزان جابجایی لوله از راستای اولیه نیز محاسبه گشته است. جنبه های مختلف اثر سرعت سیال دوفازی و عوامل مختلفی چون سرعت امواج، جنس بستر دریا، عمق آب و میزان نفوذ لوله در بستر بر روی فرکانس مورد بحث و بررسی قرار گرفته اند. نتایج نشان داد که افزایش سرعت جریان سیال دوفازی منجر به کاهش فرکانس طبیعی سیستم در تمام مودهای ارتعاشی می گردد همچنین وجود محیط الاستیک منجر به افزایش فرکانس طبیعی سیستم در همه ی سرعت های سیال می گردد و با افزایش سرعت دریفت پایداری سیستم ارتعاشی کاهش می یابد. افزایش سرعت امواج موجب کاهش فرکانس سیستم و در نتیجه، کاهش پایداری و انقباض ناحیه امن سیستم ارتعاشی می گردد.

در این تحقیق انتشار موج پیچشی (عرضی) در نانولوله های کربنی چندجداره بوسیله سه مدل پوسته الاستیک، مدل تیر اویلر-برنولی و تیر تیموشنکو مورد بررسی قرار گرفته است. در این تحقیق اثر محیط الاستیک پیرامون نانولوله براساس نظریه وینکلر، نیروی واندروالس براساس نظریه پتانسیل لئونارد - جونز بین نانولوله ها و اثر مقیاس کوچک بر اساس نظریه ارینگن در نظر گرفته شده است در ابتدا معادلات مربوط به هر مدل برای نانولوله تک جداره بررسی شده و سپس معادلات مربوط به نانولوله های چند جداره با توجه به فرضیات ارائه شده (اثر محیط الاستیک، نیروی واندروالس بین نانولوله ها و اثر مقیاس کوچک بر اساس نظریه ارینگن) تعمیم داده شده است. برای مدل کردن انتشار موج در نانولوله ها فرض شده است که هر جداره از نانولوله توانائی حرکت مستقل از دیگر نانولوله ها را دارد. در واقع هر لوله از نانولوله به عنوان یک پوسته یا تیر مجزا از دیگر لوله ها توانائی ارتعاش را دارند در نتیجه موج در فرکانس های مختلف توانائی انتشار در نانولوله های هم محور و ناهم محور می یابد. محاسبات عددی این پروژه در نرم افزار maple 10 انجام شده است. نتایج بدست آمده نشان دادند در یک فرکانس بحرانی سرعت انتشار موج، به صورت ناگهانی ممکن است تغییر نماید. در انتها، نتایج عددی حاصل از مدل سازی تیر اویلر برنولی و تیر تیموشنکو و روش پوسته پیوسته برای نانولوله های تک و دو جداره با و بدون در نظر گرفتن اثر مقیاس کوچک در نمودار های سرعت موج بر حسب عدد موج، فرکانس بر حسب عدد موج و نسبت دامنه ها ارتعاش لوله ها بر حسب عدد موج ارائه و مقایسه شده است.