شکل ۵-۱ تغییرات بار کمانش محوری بی بعد شده تیر کامپوزیتی اویلر برنولی تقویت شده با نانولوله کربنی در مقابل ضریب بستر الاستیک برای Vcn=0.11 ، h/L=0.2 با شرط مرزی دوسرگیردار

۷۴

شکل ۵-۲ تغییرات بار کمانش محوری بی بعد شده تیر کامپوزیتی اویلر برنولی تقویت شده با نانولوله کربنی در مقابل ضریب بستر الاستیک برای Vcn=0.11 ، h/L=0.2 با شرط مرزی دوسرساده

۷۴

شکل ۵-۳ تغییرات بار کمانش محوری بی بعد شده تیر کامپوزیتی اویلر برنولی تقویت شده با نانولوله کربنی در مقابل نسبت تناسب برای Kv=0.005 ، Kp=0.1 با شرط مرزی دوسرگیردار

۷۵

شکل ۵-۴ تغییرات بار کمانش محوری بی بعد شده تیر کامپوزیتی اویلر برنولی تقویت شده با نانولوله کربنی در مقابل نسبت تناسب برای Kv=0.005 ، Kp=0.1 با شرط مرزی دوسر ساده

۷۵

شکل ۵-۵ تغییرات بار کمانش محوری بی بعد شده تیر کامپوزیتی تیموشینکو تقویت شده با نانولوله کربنی در مقابل ضریب بستر الاستیک برای Vcn=0.11 ، h/L=0.2 با شرط مرزی دوسرگیردار

۷۶

شکل ۵-۶ تغییرات بار کمانش محوری بی بعد شده تیر کامپوزیتی تیموشینکو تقویت شده با نانولوله کربنی در مقابل ضریب بستر الاستیک برای Vcn=0.11 ، h/L=0.2 با شرط مرزی دوسرساده

۷۶

شکل ۵-۷ تغییرات بار کمانش محوری بی بعد شده تیر کامپوزیتی تیموشینکو تقویت شده با نانولوله کربنی در مقابل نسبت تناسب برای Kv=0.005 ، Kp=0.1 با شرط مرزی دوسرگیردار

۷۷

شکل ۵-۸ تغییرات بار کمانش محوری بی بعد شده تیر کامپوزیتی تیموشینکو تقویت شده با نانولوله کربنی در مقابل نسبت تناسب برای Kv=0.005 ، Kp=0.1 با شرط مرزی دوسر ساده

۷۷

چکیده
در این پایان نامه تحلیل پایداری تیر­کامپوزیتی تقویت شده با نانولوله­های کربنی روی تکیه­گاه الاستیک تحت نیروی محوری مورد بررسی قرار گرفته است. توزیع نانولوله­ها بصورت یکنواخت^[۱] در نظر گرفته شده است. برای تعیین خصوصیات مواد تقویت شده با نانولوله­ها ازنتایج دینامیک مولکولی و قوانین مخلوط­ها استفاده می­ شود. با بهره گرفتن از تئوری­های تیر اویلر­برنولی و تیموشینکو و با در نظر گرفتن فرضیات تنش صفحه­ای، معادلات تعادل تیر با بکارگیری اصل هامیلتون بدست خواهد آمد.معادلات پایداری تیر و شرایط مرزی با اعمال نیروهای بستر الاستیک نیز بدست می­آیند. سپس معادلات دیفرانسیل حاکم، با بکارگیری روش دیفرانسیل مربعی تعمیم یافته و با اعمال شرایط مرزی تکیه گاه ساده حل گردیده­اند. با مساوی صفر قرار دادن دترمینان ماتریس ضرایب بار بحرانی کمانش مکانیکی بدست می ­آید. با توجه به نتایج برای تیر تقویت شده با نانولوله­های کربنی مقدار بارکمانش محوری بی بعد شده با افزایش کسر حجمی، افزایش می یابد. صحت نتایج با دیگر مقالات موجود مقایسه و دقت بالایی بین نتایج این تحقیق و دیگر مقالات برقرار است.
کلمات کلیدی : کمانش ، تیر کامپوزیتی ، بار بحرانی کمانش مکانیکی ، نانولوله کربنی ، روش دیفرانسیل مربعی تعمیم یافته ، تکیه گاه الاستیک .
فصل اول
کلیات تحقیق
۱-۱-مقدمه
ترکیب دو یا چند ماده با یکدیگر به طوری که به صورت شیمیایی مجزا و غیر محلول باشند و بازده و خواص سازه­ای این ترکیب نسبت به هر یک از اجزاء تشکیل دهنده آن به تنهایی، در موقعیت برتری قرار بگیرد را کامپوزیت می­نامند. به عبارت دیگر کامپوزیت به دسته­ای از مواد اطلاق می­ شود که آمیزه­ای از مواد مختلف و متفاوت در فرم و ترکیب باشند و اجزاء تشکیل دهنده آن‌ها هویت خود را حفظ کرده، در یکدیگر حل نشده و با هم ممزوج نمی­شوند. با توجه به این امر کامپوزیت از آلیاژ فلزی متفاوت می­باشد. بنابراین کامپوزیت ترکیبی از حداقل دو ماده مجزای شیمیایی با فصل مشترک مشخص بین هر جزء تشکیل دهنده است.
کسی نمی‌داند اولین کامپوزیت چه زمانی ساخته شده است. شاید اولین کامپوزیتی که بشر با آن سرو کار پیدا کرد، کاه گل باشد. قدیم­ها برای ساختن خانه از گل استفاده می­کردند، اما چون گل بعد از خشک شدن ترک می­خورد، مقداری کاه به آن می­افزودند تا حفره­ها را پر کند و مانع از ترک خوردن گل شود. شاید هم اولین کامپوزیت را مصری­ها ساخته باشند که در قایق­هایشان به چوب بدنه مقداری پارچه می­آمیختند تا در اثر خیس شدن چوب باد نکند. اما به هر حال می­ شود گفت که مواد کامپوزیتی در سال­های اخیر است که به عنوان یک ماده مهندسی پذیرفته شده‌اند.
اولین وظیفه زمینه احاطه ماده تقویت کننده است به طوری که نگذارد ماده تقویت کننده پراکنده شود. وظیفه دوم محافظت از ماده تقویت کننده در برابر عوامل شیمیایی است و همان‌طور که در شکل (۱-۱) می‌بینیم وظیفه سوم این است که چون مواد زمینه را نرم انتخاب می­ کنند، وقتی نیرو به ماده مرکب (کامپوزیت) وارد می­ شود، توسط زمینه به ماده تقویت کننده انتقال داده شود تا ماد
ه تقویت کننده نیرو را تحمل کند.

شکل (۱-۱) انتقال بار و توزیع تنش در یک فیبر جاسازی شده در ماده زمینه تحت بارگذاری محوری
تقویت کننده­ها موادی هستند که به صورت تکه تکه، در یک زمینه پوسته وارد می­شوند تا خواص ماده زمینه را بهبود بخشند. تقویت کننده­ها می­توانند به صورت یک صفحه، یک رشته (نخ) یا یک ذره (پودر) وارد حجم زمینه شوند و خواص آن را بهبود بخشند.
جدول (۱-۱)- دسته بندی انواع کامپوزیت­ها