تحلیل ارتعاشات آزاد نانولوله‌های کربنی با مدل پوسته‎های نازک و تئوری غیرمحلی ارینگن

پذیرفته شده برای ارائه شفاهی ، صفحه 1-8 (8)
کد مقاله : 1120-ISAV2024 (R1)
نویسندگان
دانشگاه زنجان
چکیده
در پژوهش حاضر، فرکانس‌های طبیعی ارتعاشات آزاد نانولوله‌های کربنی با استفاده از مدل پوسته‌های نازک و تئوری الاستیسیته غیرمحلی مورد بررسی قرار گرفته است. معادلات حرکت حاکم بر حرکت نانولوله بر اساس تئوری پوسته لاو ارائه شده است. از آنجایی که تئوری کلاسیک الاستیسیته در تحلیل نانوسازه‌ها اثر اندازه کوچک را در نظر نمی‌گیرد و دارای خطا در پاسخ می‌باشد، بنابراین برای درنظر گرفتن اثرات اندازه کوچک در تحلیل رفتار نانولوله از تئوری الاستیسیته غیرمحلی ارینگن در مدل‌سازی مساله استفاده شده است. برای حل مساله ارتعاشات آزاد نانوتیر از روش ناویر استفاده شده و با حل معادلات حاکم، فرکانس‌های طبیعی ارتعاشات آزاد نانولوله استخراج شده است. پیش‌بینی مدل ارائه شده برای فرکانس‌های طبیعی با پیش‌بینی‌های موجود در منابع مقایسه شده است. سپس در قسمت نتایج عددی تاثیر پارامترهای مختلف از جمله نسبت طول به شعاع نانولوله، نسبت شعاع به ضخامت نانولوله و همچنین تاثیر بسترالاستیک و اثر ضریب غیرمحلی بر فرکانس طبیعی نانولوله کربنی بررسی شده و نتایج عددی متعدد ارائه شده است.
کلیدواژه ها
 
Title
Free Vibration Analysis of Carbon Nanotube by Thin Shell Model and Eringen Nonlocal Elasticity Theory
Authors
Mahdi Babakhani, Isa Ahmadi
Abstract
In this paper, the free vibration natural frequencies and mode shapes of nanotubes embedded in an elastic medium are investigated. The Love’s thin shell theory is employed to model the mechanical behavior of the nanotube and the small scale effect is modeled by Eringen’s nonlocal elasticity theory. The governing equations of the nanotube are obtained as a set of three partial differential equations in terms of the three displacement components of the nanotube. Navier’s method is employed for solving the governing equations of the nanotube for simply supported boundary conditions and the natural frequencies of the nanotube are obtained. The validation of numerical predictions are investigated and good results are achieved. In the numerical results, the natural frequencies of the nanotube for different circumferential and bending modes are studied. The effects of various parameters such as nonlocal parameter, mode numbers and geometrical parameters on the natural frequencies of nanotube are investigated.
Keywords
Carbon nanotube, Natural frequency, Thin Shell Theory, Eringen Nonlocal Elasticity Theory