Görüntüleme
7
İndirme
1
Son derece yüksek mukavemete sahip olan nanotüpler, nanoteknolojik uygulamalarda kullanılan nanomalzemelerin en önemli yapısal elemanlarıdır ve nanokompozit malzemelerin üretiminde kullanılırlar. Kompozitlerin matris malzemelerine yerleştirilerek üstün mekanik özellikler kazanmalarını sağlarlar. Kompozit malzemeler güçlendirilirken, yapısal nedenlerden veya teknolojik işlemlerden dolayı oluşan ilkel eğrilik, kendi kendini dengeleyen gerilmelerin ortaya çıkmasına neden olur. Bu gerilmelerin büyüklükleri, malzemenin güvenlik sınırlarının aşılmasına neden olabilir. Bu nedenle malzemelerin yük altında mekanik davranışlarının teorik olarak incelenmesi mühendislik açısından önemlidir. Bu çalışmada, yerel eğrilikli dört duvarlı karbon nanotüp içeren kompozit malzeme, üç boyutlu elastisite teorisinin kesin geometrik nonlineer denklemleri kullanılarak parçalı homojen cisim modeli kapsamında incelenmiştir. Çözüm için sınır formu pertürbasyon yöntemi kullanılarak yaklaşık analitik bir metot geliştirilmiştir. Çalışma çözüm yönteminin sıfırıncı ve birinci yaklaşımı için çözümü kapsamaktadır ve yeterlidir. Araştırma, karbon nanotüpün (CNT) dış katmanının dış yüzeyi ile matris malzemesinin kesişim yüzeyindeki normal ve kayma gerilmelerinin analizini içerir. Ayrıca karbon nanotüp ile matris arasında ideal olmayan temas koşulları kullanılmıştır. Sonuçlar, geometrik lineer durum için araştırılmıştır. Karbon nanotüp katmanları arasında ortaya çıkan Van der Waals kuvvetleri dikkate alınmış ve gerilmeler üzerindeki etkisi sayısal sonuçlar ile açıklanmıştır. Diğer problem parametrelerinin de gerilme dağılımı üzerindeki etkisine ilişkin sayısal sonuçlar sunulmuş ve tartışılmıştır. Ayrıca nanotüp en dış yarıçapının artması ile gerilim değerlerinin monoton olmayan şekilde değiştiği gözlenmiştir. Bununla birlikte, elastisite sabitlerinin oranının artmasının gerilmeleri önemli ölçüde etkilediği tespit edilmiştir. Karbon nano tüpün orta çizgisinin denkleminde bulunan ve salınım frekansını gösteren parametreye göre değişim de araştırılmış ve gerilmeler üzerindeki etkisi sunulmuştur. Bunun dışında önemli bir bulgu olarak karbon nanotüplerde de duvar sayısının artmasının gerilme değerlerini düşürdüğü tespit edilmiştir.
Extremely high strength nanotubes are the most important structural elements of nanomaterials used in nanotechnology applications and are used in the production of nanocomposite materials. They allow the composites to gain superior mechanical properties by placing them in the matrix materials. When composite materials are strengthened, the primary curvature caused by structural causes or technological processes leads to the appearance of self-balancing tensions. The size of these tensions can cause the safety limits of the material to be exceeded. Therefore, the theoretical study of the mechanical behavior of materials under the load is important in terms of engineering. In this study, the composite material containing local curved four-wall carbon nanotubes was studied within the framework of the fragmented homogeneous body model using the exact geometric nonlinear equations of the three-dimensional elasticity theory. A approximately analytical method for the solution is developed using the limit form perturbation method. The solution for the zero and first approach of the work solution method is covered and sufficient. The study includes the analysis of the normal and sliding tensions on the intersection surface of the outer layer of carbon nanotubes (CNT) and the matrix material. In addition, unideal contact conditions between carbon nanotubes and matrix have been used. The results were studied for geometric linear condition. The forces of Van der Waals that appear between the carbon nanotub layers have been considered and the impact on the tensions has been explained by numerical results. Numerical findings on the impact of other problem parameters on the distribution of tensions have also been presented and discussed. It has also been observed that with the increase in the external semiconductor, the voltage values change in an unmonotonous way. However, it has been found that the increase in the rate of elasticity stages significantly affects the tensions. According to the parameter found in the equation of the middle line of the carbon nano pipe and indicating the release frequency, the change has also been studied and the effect on the tensions has been presented. In addition, a significant finding has also been found that the increase in the number of walls in carbon nanotypes reduces the retreat values.
Nanotubes, which have extremely high strength, are the most important structural elements of nanomaterials used in nanotechnological applications and are used in the production of nanocomposite materials. They enable composites to gain superior mechanical properties by being placed in matrix materials. When composite materials are being strengthened, the primitive curvature caused by structural reasons or technological processes causes self-balancing stresses to appear. The magnitude of these stresses can cause the safety limits of the material to be exceeded. Therefore, it is important for engineering to examine the mechanical behavior of materials under load in terms of theoretically. In this study, the composite material containing four-walled carbon nanotube with local curvature was investigated within the scope of the piecewise homogeneous body model using the geometrical linear exact equations of the three-dimensional elasticity theory. An approximate analytical method has been developed for the solution by using the boundary form perturbation method. The study covers the solution for the zero and first approximation of the solution method and it is sufficient. The research involves the analysis of normal and shear stresses at the intersection surface of the matrix material with the outer surface of the carbon nanotube (CNT) outer layer. In addition, ideal contact conditions between the carbon nanotube and the matrix were used. The results were investigated for the geometric linear case. Van der Waals forces occurring between carbon nanotube layers were taken into account and their effect on stresses was explained with numerical results. Numerical results regarding the effect of other problem parameters on the stress distribution are presented and discussed. In addition, it has been observed that the stress values change non-monotonously with the increase of nanotube outermost radius. Moreover, it has been found that increasing the ratio of elasticity constants significantly affects the stresses. The change of the parameter showing the oscillation frequency in the equation of the centerline of the carbon nanotube is also investigated and its effect on stresses is presented. Apart from this, as an important finding, it has been determined that increasing the number of walls in carbon nanotubes decreases the stress values.
Alan : Fen Bilimleri ve Matematik; Mühendislik
Dergi Türü : Uluslararası
Makale Detay 
Benzer Makaleler
PDF Görüntüle
Dergi Bilgisi
Eseri Dinleyin
Alıntı Yap
Bu Sayfayı Yazdırın
Paylaş
Mendeley
