کد مقاله کد نشریه سال انتشار مقاله انگلیسی نسخه تمام متن
6748949 1430225 2015 21 صفحه PDF دانلود رایگان
عنوان انگلیسی مقاله ISI
Geometrical nonlinear formulation of a Molecular Mechanics model applied to the structural analysis of single-walled carbon nanotubes
ترجمه فارسی عنوان
فرمول غیر خطی هندسی یک مدل مکانیک مولکولی برای تحلیل ساختاری نانولوله های کربنی تک محور
کلمات کلیدی
نانولوله های کربنی، مکانیک مولکولی، ساختارهای لانه زنبوری، روش های انرژی، غیر خطی، فشار شکنی،
ترجمه چکیده
در این مقاله، رفتارهای پس از بحران و حالت انقباض نانولوله های کربنی تک محور با استفاده از یک مدل مکانیک مولکولی مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفته است. هدف اصلی این است که یک فرمول کلی برای مدل، که تحت فرض کوچکترین سویه ها ساده شده است، طراحی شده و یک ابزار همه کاره برای تجزیه ساختاری نانولوله های کربنی در چارچوب غیر خطی هندسی بکار گرفته شود. برای این منظور، یک فرمول مکانیکی که قادر به تکثیر هر پیکربندی بار و شرایط پشتیبانی است، با استفاده از رویکرد انرژی مشتق شده است. سپس یک روش راه حل افزایشی-تکراری برای ردیابی مسیرهای تعادلی غیر خطی و به دست آوردن سویه های انتقادی مربوطه از نانولوله های محکم محکم تحت توزیع بارهای فشاری، خمشی و باربری بارگذاری شده است. این مدل عملکرد عددی خوب را نشان می دهد و با توافق قبلی با آثار اتمیستی موافقت می کند. دو پدیده تعاملی به منظور تعیین تأثیر روابط متناظر مختلف در پاسخ غیرخطی نهایی به کار گرفته شده است. ما نتیجه گرفتیم که انتخاب تابع پتانسیل تاثیر معنی داری بر سویه های خمشی نهایی ندارد. نتایج ما تایید می کنند که پاسخ نهایی خم شدن به شدت توسط نقص های هندسی در نانولوله ای تعیین می شود که می تواند در مدل پیشنهادی به خوبی تولید شود اما در مدل های پیوسته بسیار دشوار است.
موضوعات مرتبط
مهندسی و علوم پایه سایر رشته های مهندسی مهندسی عمران و سازه
چکیده انگلیسی
In this paper, the post-critical behavior and buckling modes of single-walled carbon nanotubes are analyzed via a Molecular Mechanics model. The main target is to develop a general formulation for the model, which has been simplified under small strains assumption, and to implement a versatile tool for the structural analysis of carbon nanotubes in the framework of geometrical nonlinearity. For this purpose, a mechanical formulation able to reproduce any load configuration and supporting conditions has been derived by using an energy approach. Then, an incremental-iterative solution procedure has been implemented in order to trace several nonlinear equilibrium paths and to obtain the corresponding critical strains of clamped-clamped nanotubes under compressive, flexural and torsional loading distributions. The model shows a good numerical performance and results in agreement with previous atomistic works. Two interatomic potentials have been adopted in order to find out the influence of different constitutive relationships on the final nonlinear response. We have concluded that the choice of the potential function has no significant effect on the final buckling strains. Our results confirm that the final buckling response is strongly determined by geometrical imperfections in the nanotube, which can be well reproduced in the proposed model, but are much more difficult to handle in continuum models.
ناشر
Database: Elsevier - ScienceDirect (ساینس دایرکت)
Journal: International Journal of Solids and Structures - Volume 58, April 2015, Pages 157-177
نویسندگان
, , , ,