پایان نامه تحلیل پایداری تیر نانو کامپوزیتی روی تکیه گاه الاستیک تحت نیروی محوری

فهرست پایان نامه تحلیل پایداری تیر نانو کامپوزیتی روی تکیه گاه الاستیک تحت نیروی محوری

فهرست:

چکیده ...................................................................................................................................................................1

فصل اول : کلیات تحقیق

1-1-مقدمه ...........................................................................................................................................................2

1-2- دسته بندی مواد زمینه .................................................................................................................................6

1-2-1-پلیمرها ....................................................................................................................................................7

1-2-2- سرامیک ها ............................................................................................................................................7

1-2-3- فلزات ....................................................................................................................................................7

1-3- دسته بندی تقویت کننده ها ........................................................................................................................8

1-3-1- الیاف ......................................................................................................................................................8

1-3-2- الیاف شیشه ............................................................................................................................................8

1-3-2-1- الیاف شیشه نوع A  ..........................................................................................................................8 

1-3-2-2- الیاف شیشه نوع E  ...........................................................................................................................8

1-3-2-3- الیاف شیشه نوع S .............................................................................................................................8

1-3-2-4- الیاف شیشه نوع D ............................................................................................................................9

1-3-3- الیاف کربن گرافیت ................................................................................................................................9

1-3-3-1- الیاف آلی ...........................................................................................................................................9

1-3-4- تقویت کننده های ذره ای ....................................................................................................................10

1-3-5- تقویت کننده های ویسکر ....................................................................................................................10

1-4- موارد کاربرد کامپوزیت ها .......................................................................................................................10

1-4-1- صنعت هوا فضا ...................................................................................................................................10

1-4-2- صنعت نفت و گاز ...............................................................................................................................10

1-4-3- صنایع دریایی ......................................................................................................................................11

1-4-4- صنعت ساختمان ..................................................................................................................................11

1-4-5- صنعت خودروسازی.............................................................................................................................11

1-4-6- لوازم ورزشی .......................................................................................................................................11

1-5- المان های ماتریس سختی و ماتریس تطبیقی ...........................................................................................11

1-5-1- ماده با خواص متعامد ..........................................................................................................................12

1-5-2- ماده با خواص ایزوتروپیک عرضی.......................................................................................................12

1-5-3- ماده با خواص ایزوتروپیک ............................................................................................................12

1-6-اهداف پروژه ...........................................................................................................................................13

فصل دوم : مروری بر کارهای انجام شده

2-1- مقدمه ......................................................................................................................................................15

2-2- تاریخچه وسیرتکامل نانو ........................................................................................................................15

2-3- تعریف فناوری نانو .................................................................................................................................16

2-4- نانو لوله های کربنی ................................................................................................................................16

2-4-1- ساختار نانو لوله های کربنی ...............................................................................................................16

2-4-2- کشف نانو لوله ...................................................................................................................................18

2-4-3- تاریخچه لوله ها ................................................................................................................................20

2-5- انواع نانو لوله های کربنی ......................................................................................................................23

2-5-1- نانو لوله کربنی تک جداره ................................................................................................................23

2-5-1-1- روابط تبدیل صفحه گرافیتی به نانو لوله ......................................................................................28

2-5-2- نانو لوله کربنی چند جداره ...............................................................................................................29

2-5-3- فولرایت ............................................................................................................................................29

2-5-4- متخلخل یا حلقه ای .........................................................................................................................29

2-6- خواص نانو لوله های کربنی ................................................................................................................30

2-6-1- واکنش پذیری شیمیایی ...................................................................................................................30

2-6-2- استحکام ومقاومت ..........................................................................................................................30

2-6-3- خواص حرکتی ...............................................................................................................................31

2-6-4- خواص الکتریکی ............................................................................................................................31

2-6-5- خواص حرارتی ..............................................................................................................................32

2-6-6- رفتار الاستیکی ................................................................................................................................32

فصل سوم : مواد وروش ها

3-1- مقدمه ...................................................................................................................................................35

3-2- معرفی تئوری های مختلف برای تحلیل تیر کامپوزیتی تقویت شده با نانو لوله های کربنی ................36

3-2-1- تئوری تیر اویلر برنولی ....................................................................................................................36

3-2-2- تئوری تیر تیمو شینکو .....................................................................................................................36

3-3- قانون اختلاط .......................................................................................................................................37

3-4- کرنش های نرمال وبرشی ....................................................................................................................39

3-5- معادلات تعادل تیر اویلر برنولی ........................................................................................................39

3-5-1- مقدمه .............................................................................................................................................39

3-6- معادلات تعادل تیر تیمو شینکو ............................................................................................................45

فصل چهارم : نتایج

4-1- مقدمه ................................................................................................................................................50

4-2- تعریف روش دیفرانسیل مربعی ........................................................................................................50

4-3- چند جمله ای تقریبی مرتبه بالاوبردارفضایی خطی ..........................................................................52

4-4- ضرایب وزنی از مشتق مرتبه اول .....................................................................................................52

4-5-  ضرایب وزنی از مشتق مرتبه دوم وبالاتر ........................................................................................57

4-6- حل معادلات پایداری به روش دیفرانسیل مربعی تعمیم یافته ..........................................................60

فصل پنجم :بحث و نتیجه گیری  

5-1- مقدمه ...............................................................................................................................................62

5-2- خواص ماده نانو کامپوزیتی ..............................................................................................................63

5-3- خواص مادی پلیمرهای زمینه ..........................................................................................................64

5-3-1- خواص مادی پلیمر PMMA ....................................................................................................64

5-4-1- خواص مادی PMPV ...............................................................................................................64

5-4- مقایسه نتایج با منابع دیگر ................................................................................................................65

5-5- بحث ونتیجه گیری ..........................................................................................................................78

5-6- ارائه پیشنهادات ................................................................................................................................78

 5-7-منابع و مأخذ 

منبع:

[1].Seide , P.1956. Axisymmetric buckling of cicular cones under axial compression . JApplMech; 23: 628-8.

[2]. Seide ,P.1961.Buckling of circular cones under axial compression.JApplMech; 28: 315-26.

[3].Singer J. 1961.Buckling of circular conical shells under axisymmetrical external pressure. JMechEngSci; 3: 330-9.

[4]. Baruch M,.Singer J. 1965. General Instability of stiffend conical shells under hydrostatic pressure.Aero Q; 26: 187-204.

[5]. Baruch M, Harari O, Singer J. 1967. Influence of in-plane boundary conditions on the stability of conical shells under hydrostatic pressure. Israel J Technol; 5(1-2):1224

[6]. Mohamed Taha . 2014, Recursivedifferentiation method

for boundary value problems: applicationto analysis of a beam-column on elastic foundation. Journal of Theoretical and Applied Mechanics, Sofia, vol. 44, No. 2, pp. 57–70

[7]. Singer J. 1962. Buckling of orthotropic and stiffend conical shells;NASA TN D-1510:463-79.

[8].Singer J.1963.Donnell-type equations for bending and buckling orthotropic conicalshells. J ApplMech; 30: 303-5.

[9].Weigarten VI, seide P. 1965.Elastic stability of thin walled cylindrical and conicalshells under combined external pressure and axial compression. AIAA J;3: 913-20.

[10].Weigarten VI, seide P, 1965.Elastic stability of thin walled cylindrical and conicalshells under combined internal pressure and axial compression. AIAA J; 3:1118-25.

[11].NajR, SabzikarBoroujerdi, Eslami MR. 2008. Thermal and mechanical instability of functionally graded truncated conical shells. Thin-Walled Structures; 46:65-78.

[12].Hui-Shen Shen, 2009, "Nonlinear bending of functionally graded carbon nanotubereinforcedcomposite plates in thermal environments." Composite Structures,Volume 91, Issue 1,  Pages 9-19.

[13]. Hui-Shen Shen, Chen-Li Zhang, 2010. "Thermal buckling and postbuckling behaviorof functionally graded carbon nanotube-reinforced composite plates." Materials& Design, In Press, Corrected Proof, Available online 1 February

[14].Brushes DO, Almroth BO.1975.. Buckling of bars, plates and shells. New York: McGraw-Hill;

[15].J.N.Reddy, 1997. " Mechanics of Laminated Composite Plates: Theory and Analysis. "CRC Press,

[16]. Najafizadeh MM, Eslami MR 2002. Buckling analysis of circular plates of functionally graded materials under uniform radial compression.; Int J MechSci 44:2479-93

[17]. Yue Han, James Elliott, 2007. Molecular dynamics simulations of the elastic properties of polymer/carbon nanotube composites.Computational Materials Science, Volume 39, Issue 2, April, Pages 315-323.

[18].H. Fukuda, and kawata, K. 1974.On Young”s modulus of short fiber composites. FibreSciTechno. l7, 20-22.

[19].A. Shahrjerdi, M. Bayat, F. Mustapha, S.M. Sapuan and R. Zahari, 2010."Free Vibration Analysis of Functionally Graded Quadrangle Plates Using Second Order Shear Deformation Theory." Australian Journal of Basic and Applied Sciences, 4(5): 893-905,

[20].M. Karami Khorramabadi, M. M. Najafizadeh, J. Alibabaei Shahraki, and P. Khazaeinejad , 2008."Effect of Shear Theories on Free Vibration of Functionally Graded Plates." World Academy of Science, Engineering and Technology 48.

[21].Eslami MR, Rafeeyan M. 1996 . Thermal and mechanical buckling of conical shells . In: Proceedings of the eighth international conference of pressure vessel technology. Montreal, Canada;

[22].Eslami MR, Javaheri R.1999 . Thermal and mechanical buckling of composite cylindrical shells . J Therm Stresses; 22(6):527–45.

[23]. Javaheri R, Eslami MR. 2002 . Buckling of functionally graded plates under in-plane compressive loading . ZAMM; 82(4):277–83.

[24]. Tani J. 1984 . Buckling of truncated conical shells under combined pressure and heating . J Therm Stresses; 7: 307–16.

[25]. Mirzavand B, Eslami MR. 2006 . Thermal buckling of imperfect functionally graded cylindrical shells based on the Wan–Donnell model . J Therm Stresses; 29(1):37–55.

[26]. Shahsiah R, Eslami MR. 2003 . Thermal and mechanical buckling of imperfect spherical cap . J Therm Stresses; 26(7):723–37.

[27]. Shen HS, Noda N. 2005. Postbucking of FGM cylindrical shells under combined axial and radial mechanical loads in thermal environments . Int J Solids Struct; 42: 4641–62.

[28]. Wang CM, Tian J, Swaddiwudhipong S. 1999 . Elastic buckling analysis of ringstiffened cylindrical shells under general pressure loading via the Ritz method . Thin-walled structures 35;1-24.