Nano ölçekli yapılarda burulma davranışının yerel olmayan elastisite teorisi kullanılarak statik ve dinamik analizi
Yükleniyor...
Dosyalar
Tarih
2016
Yazarlar
Dergi Başlığı
Dergi ISSN
Cilt Başlığı
Yayıncı
Trakya Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü
Erişim Hakkı
info:eu-repo/semantics/openAccess
Özet
Karbon nanotüpler, sahip olduğu üstün fiziksel ve mekanik özelliklerinden dolayı birçok alanda kullanılabilme potansiyeline sahiptir. Karbon nanotüpler nano-motor, nano-yataklama elemanları, nano-dişli kutuları, nano-sensörler gibi nanoelektromekaniksel parçaların tasarmında kullanılabilirler. Nanotüplerin burulma davranışı geleceğin nano parçaları için önemli bir problem olabilir. Bu doktora çalışmasında, karbon nanotüplerin statik ve dinamik burulma analizi farklı durum çalışmalarında yapılmıştır. Nanotüp yapısı için sürekli ortam mekaniği modeli Eringen’in Yerel Olmayan Elastisite Teorisi’nden faydalanılarak oluşturulmuştur. Hareketin yönetici denklemleri ve sınır şartları Hamilton Prensibi’nden faydalanılarak çıkarılmıştır. Oluşturulan modelin geçerliliği Moleküler Dinamik Simülasyonu sonuçları ile karşılaştırılarak sağlanmıştır. Elastik ve viskoelastik ortamın, çok duvarlı yapılarda nanotüpler arasında oluşan van der Waals etkileşiminin ve basamak kesitli yapıların karbon nanotüp açısal yer değiştirmesine, burulma titreşimi ve dalga yayılımına olan etkisi araştırılmıştır.Yerel Olmayan Elastiste Teorisi karbon nanotüplerde klasik sürekli ortam mekaniğine göre daha gerçekçi sonuçlar vermektedir. Elde edilen sonuçların nanoelektromekaniksel parçaların üretimi ve tasarımında faydalı olacağı düşünülmektedir.
Abstract
Carbon nanotubes have great potential in many areas due to the advantage of their superior mechanical and physical properties. Carbon nanotubes can be used in designing of nano-electromechanical products like nano-motors, nano-bearings, nanogearboxes, nano-sensors, etc. Torsion in carbon nanotube has become a interesting problem on future nano-products. In this doctoral study, torsional static and dynamic analysis of CNTs was investigated on several case studies. Continuum model of carbon nanotube structure has established by using Eringen’s Nonlocal Elasticity Theory. Governing equation of motion and boundary conditions have been obtained with the Hamilton Principle. Molecular Dynamics Simulation results have been used on validation of the developed continuum model. Effects of elastic and viscoelastic mediums, van der Waals interaction between nanotubes and heterojunction structures to the angular displacement, torsional vibration and wave propagation of carbon nanotubes have been studied. Nonlocal Elasticity Theory gives more acceptable results according to classical continuum mechanics model in carbon nanotubes. Present results could be useful in designing and manufacturing of nano-electromechanical products.
Abstract
Carbon nanotubes have great potential in many areas due to the advantage of their superior mechanical and physical properties. Carbon nanotubes can be used in designing of nano-electromechanical products like nano-motors, nano-bearings, nanogearboxes, nano-sensors, etc. Torsion in carbon nanotube has become a interesting problem on future nano-products. In this doctoral study, torsional static and dynamic analysis of CNTs was investigated on several case studies. Continuum model of carbon nanotube structure has established by using Eringen’s Nonlocal Elasticity Theory. Governing equation of motion and boundary conditions have been obtained with the Hamilton Principle. Molecular Dynamics Simulation results have been used on validation of the developed continuum model. Effects of elastic and viscoelastic mediums, van der Waals interaction between nanotubes and heterojunction structures to the angular displacement, torsional vibration and wave propagation of carbon nanotubes have been studied. Nonlocal Elasticity Theory gives more acceptable results according to classical continuum mechanics model in carbon nanotubes. Present results could be useful in designing and manufacturing of nano-electromechanical products.
Açıklama
Anahtar Kelimeler
Burulma, Dinamik Analiz, Karbon Nanotüp, Yerel Olmayan Elastisite, Statik Analiz, Torsion, Dynamic Analysis, Carbon Nanotube, Nonlocal Elasticity, Static Analysis
