مدل سازی رفتار هایپرالاستیک با استفاده از روش اجزا محدود: قسمت دوم نانولوله های چند جداره

در تحقیق حاضر بهمنظور بررسی رفتار مکانیکی نانولوله های چند جداره تحت بارگذاری کششی از مدل اجزا محدود سه-بعدی استفاده گردید. با توجه به تحقیقات قبلی نویسندگان، ثوابت مدل آگدن مرتبه 2 به عنوان خواص مکانیکی پیوندهای کربن-کربن نانولوله ها درنظرگرفته شد. جهت در نظر گرفتن پیوندهای واندروالس بین لایهای نانولوله های چند جداره، با مشتق گیری از تابع پتانسیل لنارد جونز نسبت به فاصله اتمی، ثابت المانهای فنر محاسبه گردید. نتایج نشان داد که با افزایش تعداد لایه ها و در صورت بارگذاری بر روی لایه خارجی، تنش لازم برای تغییر شکل کاهش یافته به گونه ای که با افزایش لایه ها تا 8 عدد، منحنی های تنش-کرنش به سمت یکسان شدن میل مینمایند. با استفاده از ارتباط بین مدول یانگ و ثوابت مدل هایپرالاستیک آگدن، مدول یانگ نانولوله های چند جداره محاسبه گردید. همچنین نتایج نشان داد که با افزایش تعداد لایه ها، بدلیل لغزندگی لایه های درونی روی یکدیگر (مکانیزم تلسکوپی ) و کاهش مقدار تنش لازم برای تغییر شکل، مدول یانگ کاهش یافته و بعد از هشت جداره به مقدار تقریبا ثابتی میرسد.