15528

15528

تحليل محور نانوكامپوزيتي تقويت شده توسط نانولوله¬هاي كربني بر اساس تئوري¬هاي ريزمقياس

كارشناسي ارشد

خودرو گرايش طراحي سازه و بدنه

آبان 1394

آبان 1394

پروفسور محمدحسن شجاعي فرد

دكتر ابوالفضل خلخالي

چكيده با پيشرفت‌هاي علوم مهندسي در دو دهه اخير، دانشمندان موفق به ساخت مواد مركبي با تقويت كننده‌هاي در ابعاد نانو شده‌اند. از جمله‌ي اين مواد مي‌توان به نانولوله‌هاي كربني اشاره كرد. تحقيقات نشان داده است كه با افزودن درصد كمي از نانولوله‌هاي كربني به مواد فلزي مي‌توان خواص مكانيكي و الكتريكي اين مواد را تا چندين برابر بهبود بخشيد. نانوكامپوزيت¬هاي نانولوله كربني با توجه به وزن كم و استحكام بالايي كه دارند امروزه داراي كاربرد گسترده‌اي در صنعت هستند. براي صرفه‌جويي در هزينههاي طراحي قطعات حاصل از اين مواد ضروري است كه بتوانيم خواص اين مواد را به طور دقيق با استفاده از شبيه سازي ديناميك مولكولي پيش‌بيني كرده و با استفاده از نرم‌افزارهاي شبيه‌سازي نظير ABAQUS به مدل‌سازي اين مواد بپردازيم. در اين پايان‌نامه ابتدا نانوكامپوزيت¬ها و نانومواد از جمله نانولوله¬هاي شرح داده شده و سپس به تحليل خواص نانوكامپوزيت فلزي كه توسط نانولوله كربني تقويت شده¬اند به روش ديناميك مولكولي در نرم افزار LAMMPS مي پردازيم و نتايج بدست آمده از افزايش درصد وزني نانولوله كربني به ماده زمينه و تأثير نوع نانولوله كربني بر روي انواع ماده زمينه فلزي بررسي خواهد شد. سپس با استفاده از نرم افزار ABAQUS به تحليل يك نمونه محور محركه نانوكامپوزيتي خودرو كه خواص آن از نتايج بدست آمده از ديناميك مولكولي استخراج شده است، مي پردازيم. نتايج اين تحليل‌ها نشان داده است كه انواع مختلف نانولوله‌ها در فلزات مختلف تاثير بسزايي در رفتار نهايي محور خواهد داشت. با مقايسه نتايج اين تحليل¬ها با محور كامپوزيتي بدون تقويت كننده، اين نتيجه حاصل شده است كه در صورت استفاده از نانوكامپوزيت‌هاي نانولوله‌كربني، مي‌توان به وزن كمتر، نخستين فركانس طبيعي بيشتر و سفتي پيچشي بيشتري دست يافت. كلمات كليدي: محور محرك خودرو، نانوكامپوزيت، نانولوله كربن، ديناميك مولكولي، LAMMMPS