تحلیل رفتار ارتعاشات غیر خطی نانولوله های کربنی چندلایه در محیط حرارتی با استفاده از مدل غیرموضعی تیر تیموشنکو

Subject Areas : Journal of Simulation and Analysis of Novel Technologies in Mechanical Engineering

ابوالحسن نظری نژاد گیاشی ¹ , رضا انصاری ² , حبیب رمضان نژاد آزاربنی ³

1 - مربی، دانشگاه آزاداسلامی واحد رودبار، گیلان، ایران.
2 - استادیار، دانشکده مهندسی دانشگاه گیلان، ایران
3 - دانشجوی دکتری، دانشگاه گیلان، ایران.

Received: 2015-09-28 Accepted : 2015-09-28 Published : 2011-06-22

Keywords: نانولوله کربنی چندلایه, تئوری غیرموضعی تیموشنکو, روش هارمونیک بالانس, محیط حرارتی,

Abstract :

در این مقاله بر اساس تئوری غیر‌موضعی تیر تیموشنکو، مدلی غیر خطی از رفتار ارتعاشاتی نانولوله‌های‌کربنی چند لایه روی بستر الاستیک در محیط حرارتی ارائه می­شود. با به‌کارگیری تئوری تیر تیموشنکو و تئوری الاستیسیته غیرموضعی ارینگن، اثرات اینرسی و تغییر شکل برشی و نیز اثرات مقیاس کوچک در تحلیل حاضر لحاظ می‌شوند. به منظور مدل کردن نیروی برهم‌کنش بین لایه­ها، اثر متقابل وندروالسی تمام لایه­ها بر همدیگر در نظر گرفته شده­است. از روش هارمونیک بالانس برای حل دستگاه معادلات غیر‌خطی حاکم بر رفتار سیستم و استخراج تابع فرکانسی تحت شرایط مرزی تکیه‌گاه ساده استفاده می‌شود. تأثیر پارامترهای هندسی نانولوله مانند تعداد لایه‌ها، نسبت طول به قطر خارجی و شرایط محیطی مانند اثرات ضریب بستر الاستیک، دما و همچنین تأثیر پارامتر غیر‌موضعی بر فرکانس غیر‌خطی نانو‌لوله‌ها مورد بررسی قرار می­گیرند. نتایج بدست آمده برای نانو لوله­های تک‌لایه، دو‌لایه و سه‌لایه نشان می‌دهند که افزایش در پارامترهایی همچون تعداد لایه‌ها، مقدار ضریب بستر الاستیک، نسبت طول به قطر خارجی و دما باعث کاهش سطوح پاسخ فرکانس غیر‌خطی شده و فرکانس غیر‌خطی به سمت فرکانس خطی میل می‌کند. همچنین مقایسه نتایج حاصل از تئوریهای تیر تیموشنکو و تیر اویلر- برنولی نشان می­دهد که تفاوت پاسخ فرکانسی این دو تئوری در طولهای کوتاه نانولوله بوده و نتایج این دو تئوری در طولهای بلند به سمت یکدیگر همگرا می­شوند.