پروپوزال رشته مکانیک

اختصاصی از فی موو پروپوزال رشته مکانیک دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

این فایل یک نمونه پروپوزال آماده و تکمیل شده در رشته مکانیک می‌ باشد که طبق اصول و استانداردهای پروپوزال نویسی نگارش شده است.

در زیر به بخش های از این پروپوزال اشاره شده است :

عنوان پایان نامه

جدول اطلاعات مربوط به اساتید مشاور

اطلاعات مربوط به پایان نامه

تعریف مساله

بیان مساله

اهداف تحقیق

سوال های اصلی تحقیق

پیشینه تحقیق

ضروت انجام تحقیق

فرضیه های تحقیق

روش انجام تحقیق

منابع تحقیق

و ...

در زیر به بخشی از این پروپوزال اشاره شده است :

بیان مسأله تحقیق

با ایجاد الگوریتم دینامیکی مناسب برای تحلیل موتورهای احتراق داخلی، امکان بهینه¬سازی آنها فراهم می¬شود. هدف از بهینه¬سازی موتورهای احتراق داخلی کاهش استهلاک، افزایش بازدهی موتور و ارتقای سطح کیفیت آنها می¬باشد.

در صورتی که طراحان در الگوریتم تحلیلی مورد استفاده برای تحلیل و شبیه سازی مکانیزم¬ها، نسبت به شیوه¬ی شبیه سازی و تحلیل دانش کافی داشته¬باشند، می¬توانند به آسانی مکانیزم¬ها را تحلیل و شبیه سازی کنند.

یکی از روشهای مناسب برای شبیه سازی و تحلیل اجزاء مختلف موتورهای احتراق داخلی، روش دینامیک سیستمهای چند عضوی و بهره گیری از ماتریس¬های مکمل متعامد طبیعی تفکیک شده(DeNOC) می¬باشد.از مزایای استفاده از روش ماتریس¬های مکمل متعامد طبیعی، عدم نیاز به محاسبه نیروهای داخلی و همچنین عدم محاسبه مشتقات پیچیده می¬باشد.

مکانیزم چرخ زنجیر موتور احتراق داخلی، ارتباط دهنده¬ی میل¬لنگ با میل¬بادامک می¬¬باشد و به همین دلیل تحلیل دینامیکی آن از اهمیت ویژه¬ای برخوردار است. تحلیل دینامیکی این مکانیزم تاکنون به روش DeNOC، انجام نشده است.

این پروپوزال کاملا استاندارد است و با فرمت (word) قابل ویرایش به شما ارائه می‌شود.

- مناسب جهت ارائه برای درس روش تحقیق

- مناسب برای دانشجویانی که می‌خواهند با نگارش استاندارد پروپوزال نویسی آشنا شوند.

( اگر بیش از یک پروپوزال نیاز دارید برای مشاهده لیست پروپوزال ها )

پایان نامه کارشناسی ارشد رشته مهندسی مکانیک شبیه سازی عددی جریان لغزش آرام در میکرو کانال های با مقطع ذوزنقه ای

اختصاصی از فی موو پایان نامه کارشناسی ارشد رشته مهندسی مکانیک شبیه سازی عددی جریان لغزش آرام در میکرو کانال های با مقطع ذوزنقه ای دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

دانلود پایان نامه کارشناسی ارشد رشته مهندسی مکانیک شبیه سازی عددی جریان لغزش  آرام در میکرو کانال  های با مقطع ذوزنقه ای با فرمت pdfدر 140صفحه.

این پایان نامه جهت ارائه در مقطع کارشناسی ارشد رشته مهندسی مکانیک طراحی و تدوین گردیده است . و شامل کلیه مباحث مورد نیاز پایان نامه ارشد این رشته می باشد.نمونه های مشابه این عنوان با قیمت های بسیار بالایی در اینترنت به فروش می رسد.گروه تخصصی ما این پایان نامه را با قیمت ناچیزی جهت استفاده دانشجویان عزیز در رابطه با منبع اطلاعاتی در اختیار شما قرار می دهند. حق مالکیت معنوی این اثر مربوط به نگارنده است. و فقط جهت استفاده از منابع اطلاعاتی و بالابردن سطح علمی شما در این سایت ارائه گردیده است.                                                 

گزارش کامل کارآموزی رشته مکانیک آشنایی با سیستم انژکتوری ماشین

اختصاصی از فی موو گزارش کامل کارآموزی رشته مکانیک آشنایی با سیستم انژکتوری ماشین دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

دانلودگزارش کامل کارآموزی رشته مکانیک آشنایی با  سیستم انژکتوری ماشین45

گزارش کارآموزی آماده,دانلود کارآموزی,گزارش کارآموزی,گزارش کارورزی

این پروژه کارآموزی بسیاردقیق وکامل طراحی شده و جهت ارائه واحد درسی کارآموزی

سیستم هیل بورن :

  در سال 1945 یک سیستم انژکتوری توسط یک آمریکایی به نام “ استوارت هیل بورن” برای اتومبیل فورد ساخته شد . به طوری که این سیستم فاقد هر گونه نوآوری بود . اما امتیاز آن کیفیت ساخت آن بود و در مقایسه با معروف ترین انواع کاربوراتوری آن زمان که اتسرومبورگ نام داشت به مراتب کارآیی بهتری داشت . فقط یکی از نقاط ضعف سیستم هیل بورن این بود که تمامی سوختی که از پمپ انژکتور به داخل کانال های ارتباطی پاشیده می شد به داخل موتور راه پیدا نمی کرد . فشار در داخل نازل های سیستم تزریق از طریق دو کانال ارتباطی نازک و باریک در حد متوسط تنظیم شده و مقدار اضافی بنزینی که از نازل پمپ پاشیده می شود از طریق این دو کانال به باک بنزین برگردانده می شود . در راه بازگشت میزان اضافی سوخت پاشیده شده یک دریچه کوچک قرار دارد که در هنگام به اصطلاح تخت گاز کردن بخشی از این سوخت برگردانده شده از طریق این دریچه مورد استفاده قرار گرفته تا مخلوط سوخت مورد نیاز حاصل شود . بعد از ورود طرح هیل بورن به بازار اظهار شد که چنین طرح سیستم تزریق سوختی برای استفاده در موتورهای خیابانی مناسب نیست . حقیقت این بود که این طرح به طور کلی طرحی مناسب برای اتومبیل های موتور بنزینی نبود .    سیستم روچستر :  بعد از چندی کمپانی جنرال موتورز سیستم انژکتوری روچستر را به عنوان جانشین برای کاربوراتورهای چهار دهنه خود معرفی کرد که متأسفانه این سیستم نتوانست باعث به وجود آمدن نیروی تولیدی بیشتری برای موتورها شود . اما اظهار می شود که اتومبیل با چنین سیستمی از شتاب بهتری برخوردار است . سیستم روچستر تا حدودی مشابه سیستم هیل بورن بود و در این سیستم تنظیم جریان سوخت با تغییر فشار سوخت انجام می گرفت .  متأسفانه برای روچستر و جنرال موتورز ، مشکلات سوخت رسانی در هنگام آهسته کار کردن موتور توسط مهندسین حل نگردید و نازل های اسپری کننده تا حدودی در این کار مؤثر بودند و این حقیقت را می شد از رنگ سیاهی که از اگزوز این گونه اتومبیل متصاعد می شد ، دریافت . کمپانی معظم بوش آلمان توانست تا حد زیادی مشکل قطرات سوخت را مرتفع کند با ابداع سیستم K-Jetronic مشکلات به طرز چشمگیری برطرف شد . این سیستم دارای توانایی و قابلیت بالایی بوده ولی در مقایسه با سایر سیستم های انژکتوری گران می باشد . برنامه تدارک و تنظیم میزان سوخت در سیستم K-Jetronic بسیار پیچیده می باشد . اساس کار سیستم K-Jetronic  :  این سیستم با تزریق دائم بوده و اندازه گیری سوخت در آن بطور مستقیم با جریان هوای مصرفی موتور انجام می شود . در این سیستم پمپ عامل جریان یافتن سوخت ، حجم هوای عبوری به موتور بوده و سیستم محرک مکانیکی نیست . نظر به این که هوای مصرفی موتور بطور مستقیم قابل اندازه گیری و کنترل میباشد ، طرح K-Jetronic برای کنترل گازهای خروجی اگزوز و استفاده از پس سوز نیز بسیار مناسب است . هوای مصرفی موتور پس از عبور از فیلتر هوا به صفحه اندازه گیر هوا برخورد می کند و آنرا به حرکت در می آورد . با حرکت صفحه اندازه گیر ، اهرم آن قرقره سوپاپ سوخت را حرکت داده و معبری از سوخت را متناسب با حجم هوا به موتور باز می کند . سوخت از باک توسط پمپ الکتریکی به آکومولاتور می رسد ، پس از ذخیره سازی در آن که برای نوسان گیری ضربان های سوخت ضروری است ، به فیلتر رسیده و سپس وارد قسمت توزیع کننده می شود . یک رگلاتور اولیه در قسمت توزیع کننده فشار سوخت را در مقدار ثابتی نگه می دارد و از برگشت سوخت اضافی به باک و یا ارسال بیش از حد به موتور جلوگیری می کند . واحد اندازه گیر هوا :   واحد اندازه گیر هوا شامل یک محفظه مخروطی است که در میان آن یک صفحه ای متصل به اهرم قرار گرفته است . تعادل وزنی صفحه واهرم را یک وزنه عهده دار است . این تعادل در حالت خاموش بودن موتور می باشد و در هنگام روشن بودن موتور به نسبت مصرف هوا ، تعادل صفحه اندازه گیر با دبی هوای مصرفی موتور بهم می خورد . البته بعداً توسط نیروی هیدرولیکی سوختی که به پلانجر کنترل سوخت تاثیر می کند ، نوعی تعادل در سیستم ایجاد می شود .در حقیقت موقعیت صفحه اندازه گیر با مقدار هوای عبوری از محفظه مخروطی تعیین می شود و حرکت آن توسط اهرم به پلانجر توزیع کننده سوخت منتقل می شود و آنرا بسمت بالا حرکت می دهد    شرح کامل سیستم K-Jetronic : سوخت از باک توسط پمپ برقی به آکومولاتور می رسد و ضربان آن در این قسمت جذب می شود سپس به فیلتر رسیده و ناخالصی از سوخت جدا می شود . سوخت وارد شده به سیلندر اندازه گیری کننده یا خارج شده از آن به کناره های مخالف صفحه نازک فولادی دیافراگمی منتقل می شود و این صفحه هنگامی که فشار پمپ بیش از فشار طرف بیرونی صفحه باشد ، راه های انتقال سوخت را به انژکتورهای میخی شکل مسدود می کند . هنگامی که بنزین وارده به سیلندر اندازه گیری کننده در وضعیتی باشد که فشار در هر دو طرف صفحه دیافراگمی یکسان با شد ، خطوط ارتباطی مفتوح شده و بنزین یا هر سوخت دیگر با فشار پمپ انژکتورها هدایت می شود  البته با باز شدن خطوط ارتباطی به انژکتورها ، فشار طرف بیرونی صفحه دیافراگمی افت پیدا کرده و بلافاصله باعث بسته شدن این خطوط می شود تا زمانی که دوباره فشار در دو طرف یکسان شود . هدف تمامی این مجموعه ایجاد یک جریان سوخت مداوم و در عین حال متغیر با وجود یک فشار سوخت کمتر از فشار دیافراگم بود . سوخت به طرف بالای آن رانده می شد و سیستم  K-Jetronic کار می کرد . نحوه انتقال سوخت به طرف انژکتور به صورت امواج و دایره های بسته ای صورت گرفته و فرکانس این مربع با افزایش هوای ورودی به داخل موتور افزایش پیدا می کرد .

دانلود پایان نامه رشته مهندسی مکانیک سیستم توربین گازی

اختصاصی از فی موو دانلود پایان نامه رشته مهندسی مکانیک سیستم توربین گازی دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

دانلود پروژه  آماده

دانلود پایان نامه رشته مهندسی مکانیک  سیستم خنک سازی توربین ها با فرمت ورد و قابل ویرایش تعدادصفحات 208

انتخاب یک سیستم خنک سازی توربین گازی Boris Glezer  راه حل های توربین بهینه سازی شده, سان دیگو, کالیفرنیا, U.S.A  این فصل عمدتاً روی موضوعات انتقال جرم و حرارت تمرکز می یابد چون آنها برای خنک سازی مولفه های دستگاه توربین بکار می روند و انتظار می رود که خواننده با اصول مربوطه در این رشته ها آشنایی داشته باشد. تعدادی از کتابهای فوق العاده (1-7) در بررسی این اصول توصیه می شوند که شامل Streeter، دینامیک ها یا متغیرهای سیال Eckert و Drake، تجزیه و تحلیل انتقال جرم و حرارت، Incropera و Dewitt، اصول انتقال حرارت و جرم, Rohsenow و Hartnett، کتاب دستی انتقال حرارت, Kays، انتقال جرم و حرارت همرفتی, Schliching، تئوری لایه مرزی، و Shapiro، دینامیک ها و ترمودینامیک های جریان سیال تراکم پذیر  وقتی یک منبع جامع اطلاعات موجود باشد. مولف این فصل خواننده را به چنین منبعی ارجاع میدهد؛ با این وجود وقتی داده ها در صفحات یا مقالات گوناگون پخش شده باشند, مولف سعی می کند که این داده ها را در این فصل بطور خلاصه بیان نماید. a- سرعت صورت  b- بعد خطی در عدد دورانی  A-    منطقه مرجع, منطقه حلقوی مسیر گاز  Ag – سطح خارجی لایه نازک هوا    - عدد شناوری BR,M- سرعت وزش CP- حرارت ویژه در فشار ثابت d-قطر هیدرولیک e- ارتفاع آشفته ساز    -عدد اکرت  g- شتاب گریز از مرکز FP= پارامتر جریان برای هوای خنک سازی  G= پارامتر ناهمواری انتقال حرارت Gr=   - عدد گراشوف  h- ضریب انتقال حرارت ht- ضریب انتقال حرارت افزایش یافته با آشفته سازها   -نسبت شار اندازه حرکت  k- رسانایی حرارتی    -رسانایی حرارتی سیال L-طول مربع  m-سرعت جریان جرم mc- سرعت جریان خنک سازی M=  - سرعت رمش Ma= r/a- عدد mach  rpm وN- سرعت پروانه  NUL= hL/kf- عدد Nusselt  Pr=   -عدد pradtl  PR= نسبت فشار کمپرسور  Ps=فشار استاتیک Pt= فشار کل  Ptin-فشار کل ورودی Q- سرعت انتقال حرارت-سرعت انتقال انرژی    شار حرارتی  P- شیب بام آشفته ساز  r- وضعیت شعاعی  R- شعاع میانگین, شعاع احتراق ساز (کمبوستور), مقاومت, ثابت گاز  Ri-شعاع موضعی پره  Rt- شعاع نوکم پره  Rh=شعاع توپی یا سر لوله پره  Rel=   - عدد رینولرز براساس قطر هیدرولیک  ReL=  - عدد رینولرز براساس L  Ro= wb/v- عدد دورانی Ros= 1/Ro- عدد Rossby  S-فاصله سطح نرمال شده  St- عدد Stanton  t- زمان  Tc- دمای هوای خنک سازی و نیز دمای تخلیه کمپرسور Tf- دمای فیلم سطح  Tg- دمای گاز  Tgin- دمای گاز ورودی Tm- دمای فلز, و نیز دمای لایه مخلوط سازی Tref- دمای مرجع  Tst- دمای استاتیک موضعی  Tu- شدت جریان آشفتگی   - نوسان سرعت محوری محلی  uin- سرعت محوری گاز  ورودی  u,r,w- جریان اصلی یا مولفه های سرعت محوری جریان خنک سازی در مسیرهای  z, y x  w- پهنا   - زوایه شیب جت فیلم   - زاویه بین جت فیلم و محورهای جریان اصلی   - نسبت حرارتی ویژه   - ضریت جمعی ترسمه یا انبساط حرارتی, همواری سطح   - قابلیت انتشار حرارتی گردابی   - قابلیت انتشار اندازه حرکت گردابی   - تاثیر انتقال حرارت   - تاثیر خنک سازی  n- بارزه حرارتی    - ویسکوزیته گاز مطلق  P- چگالی   - حد تنش گسیختگی  w- فرکانس دورانی زیر نویس ها  aw- دیوار آدیاباتیک  C- خنک کننده  d- براساس قطر لبه هدایت کننده (سیلندر)  f- فیلم  hc- آبشار گرم  o-کل  tuv-توربین w-دیوار   - جریان اصلی 

پایان نامه ارشد رشته مکانیک مدلسازی و آنالیز خواص مکانیکی نانولوله های کربنی

اختصاصی از فی موو پایان نامه ارشد رشته مکانیک مدلسازی و آنالیز خواص مکانیکی نانولوله های کربنی دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

دانلود پایان نامه ارشد رشته مکانیک مدلسازی و آنالیز خواص مکانیکی نانولوله های کربنی با فرمت ورد و قابل ویرایش تعداد صفحات 240

دانلود پایان نامه آماده

چکیده

 از آنجائیکه شرکت های بزرگ در رشته نانو فناوری مشغول فعالیت هستند و رقابت بر سر عرصه محصولات جدید شدید است و در بازار رقابت، قیمت تمام شده محصول، یک عامل عمده در موفقیت آن به شمار می رود، لذا ارائه یک مدل مناسب که رفتار نانولوله های کربن را با دقت قابل قبولی نشان دهد و همچنین استفاده از آن توجیه اقتصادی داشته باشد نیز یک عامل بسیار مهم است. به طور کلی دو دیدگاه برای بررسی رفتار نانولوله های کربنی وجود دارد، دیدگاه دینامیک مولکولی و محیط پیوسته. دینامیک مولکولی با وجود دقت بالا، هزینه های بالای محاسباتی داشته و محدود به مدل های کوچک می باشد. لذا مدل های دیگری که حجم محاسباتی کمتر و توانایی شبیه سازی سیستمهای بزرگتر را با دقت مناسب داشته باشند بیشتر توسعه یافته اند.پیش از این بر اساس تحلیل های دینامیک مولکولی و اندرکنش های بین اتم ها، مدلهای محیط پیوسته، نظیر مدلهای خرپایی، مدلهای فنری، قاب فضایی، بمنظور مدلسازی نانولوله ها، معرفی شده اند. این مدلها، بدلیل فرضیاتی که برای ساده سازی در استفاده از آنها لحاظ شده اند، قادر نیستند رفتار شبکه کربنی در نانولوله های کربنی را بطور کامل پوشش دهند.

مقدمه

نانو فناوری عبارت ازآفرینش مواد، قطعات و سیستم های مفید با کنترل آنها در مقیاس طولی نانو متر و بهره برداری از خصوصیات و پدیده های جدید حاصله در آن مقیاس می باشد. به عبارت دیگر فناوری نانو، ایجاد چیدمانی دلخواه از اتم ها و مولکول ها و تولید مواد جدید با خواص مطلوب است. فناوری نانو، نقطه تلاقی اصول مهندسی، فیزیک، زیست شناسی، پزشکی و شیمی است و به عنوان ابزاری برای کاربرد این علوم و غنی سازی آنها در جهت ساخت عناصر کاملاً جدید عمل می کند.از لحاظ ابعادی، یک نانو متر اندازه ای برابر 9-10 متر است (شکل 1-1) . این اندازه تقریباً چهار برابر قطر یک اتم منفرد می باشد.

فهرست مطالب
عنوان                                                                                                             صفحه

فهرست علائم    ر
فهرست جداول    ز
فهرست اشکال    س

چکیده    1

فصل اول    
مقدمه نانو    3
1-1 مقدمه    4
   1-1-1 فناوری نانو    4
1-2 معرفی نانولوله‌های کربنی    5
   1-2-1 ساختار نانو لوله‌های کربنی    5
   1-2-2 کشف نانولوله    7
1-3 تاریخچه    10

فصل دوم    
خواص و کاربردهای نانو لوله های کربنی    14
2-1 مقدمه    15
2-2 انواع نانولوله‌های کربنی    16
   2-2-1 نانولوله‌ی کربنی تک دیواره (SWCNT)    16
   2-2-2 نانولوله‌ی کربنی چند دیواره (MWNT)    19
2-3 مشخصات ساختاری نانو لوله های کربنی    21
   2-3-1 ساختار یک نانو لوله تک دیواره    21
   2-3-2 طول پیوند و قطر نانو لوله کربنی تک دیواره    24
2-4 خواص نانو لوله های کربنی    25
   2-4-1 خواص مکانیکی و رفتار نانو لوله های کربن    29
       2-4-1-1 مدول الاستیسیته    29
       2-4-1-2 تغییر شکل نانو لوله ها تحت فشار هیدرواستاتیک    33
       2-4-1-3 تغییر شکل پلاستیک و تسلیم نانو لوله ها    36
2-5 کاربردهای نانو فناوری    39
   2-5-1 کاربردهای نانولوله‌های کربنی    40
       2-5-1-1 کاربرد در ساختار مواد    41
       2-5-1-2 کاربردهای الکتریکی و مغناطیسی    43
       2-5-1-3 کاربردهای شیمیایی    46
       2-5-1-4 کاربردهای مکانیکی    47

فصل سوم    
روش های سنتز نانو لوله های کربنی     55
3-1 فرایندهای تولید نانولوله های کربنی    56
   3-1-1 تخلیه از قوس الکتریکی    56
   3-1-2 تبخیر/ سایش لیزری    58
   3-1-3 رسوب دهی شیمیایی بخار به کمک حرارت(CVD)    59
   3-1-4 رسوب دهی شیمیایی بخار به کمک پلاسما (PECVD )    61
   3-1-5 رشد فاز  بخار    62
   3-1-6 الکترولیز    62
   3-1-7 سنتز شعله    63
   3-1-8 خالص سازی نانولوله های کربنی    63
3-2 تجهیزات    64
   3-2-1 میکروسکوپ های الکترونی    66
   3-2-2 میکروسکوپ الکترونی عبوری (TEM)    67
   3-2-3 میکروسکوپ الکترونی پیمایشی یا پویشی (SEM)    68
   3-2-4 میکروسکوپ های پروب پیمایشگر (SPM)    70
       3-2-4-1 میکروسکوپ های نیروی اتمی (AFM)    70
       3-2-4-2 میکروسکوپ های تونل زنی پیمایشگر (STM)    71

فصل چهارم    
شبیه سازی خواص و رفتار نانو لوله های کربنی بوسیله روش های پیوسته    73
4-1 مقدمه    74
4-2 مواد در مقیاس نانو    75
   4-2-1 مواد محاسباتی    75
   4-2-2 مواد نانوساختار    76
4-3 مبانی تئوری تحلیل مواد در مقیاس نانو    77
   4-3-1 چارچوب های تئوری در تحلیل مواد    77
       4-3-1-1 چارچوب محیط پیوسته در تحلیل مواد    77
4-4 روش های شبیه سازی    79
   4-4-1 روش دینامیک مولکولی    79
   4-4-2 روش مونت کارلو    80
   4-4-3 روش محیط پیوسته    80
   4-4-4 مکانیک میکرو    81
   4-4-5 روش المان محدود (FEM)    81
   4-4-6 محیط پیوسته مؤثر    81
4-5 روش های مدلسازی نانو لوله های کربنی    83
   4-5-1 مدلهای مولکولی    83
       4-5-1-1 مدل مکانیک مولکولی ( دینامیک مولکولی)    83
       4-5-1-2 روش اب انیشو    86
       4-5-1-3 روش تایت باندینگ    86
       4-5-1-4 محدودیت های مدل های مولکولی    87
   4-5-2 مدل محیط پیوسته در مدلسازی نانولوله ها    87
       4-5-2-1 مدل یاکوبسون    88
       4-5-2-2 مدل کوشی بورن    89
       4-5-2-3 مدل خرپایی    89
       4-5-2-4 مدل  قاب فضایی    92
4-6 محدوده کاربرد مدل محیط پیوسته    95
   4-6-1 کاربرد مدل پوسته پیوسته    97
   4-6-2 اثرات سازه نانولوله بر روی تغییر شکل    97
   4-6-3 اثرات ضخامت تخمینی بر کمانش نانولوله    98
   4-6-4 اثرات ضخامت تخمینی بر کمانش نانولوله    99
   4-6-5 محدودیتهای مدل پوسته پیوسته    99
       4-6-5-1 محدودیت تعاریف در پوسته پیوسته    99
       4-6-5-2 محدودیت های تئوری کلاسیک محیط پیوسته    99
   4-6-6 کاربرد مدل تیر پیوسته      100

فصل پنجم    
مدل های تدوین شده برای شبیه سازی رفتار نانو لوله های کربنی     102
5-1 مقدمه    103
5-2 نیرو در دینامیک مولکولی    104
   5-2-1 نیروهای بین اتمی    104
       5-2-1-1 پتانسیلهای جفتی    105
       5-2-1-2 پتانسیلهای چندتایی    109
   5-2-2 میدانهای خارجی نیرو    111
5-3 بررسی مدل های محیط پیوسته گذشته    111
5-4 ارائه مدل های تدوین شده برای شبیه سازی نانولوله های کربنی    113
   5-4-1 مدل انرژی- معادل    114
       5-4-1-1 خصوصیات  محوری نانولوله های کربنی تک دیواره    115
       5-4-1-2 خصوصیات  محیطی نانولوله های کربنی تک دیواره    124
   5-4-2 مدل اجزاء محدود بوسیله نرم افزار ANSYS    131
       5-4-2-1 تکنیک عددی بر اساس المان محدود    131
       5-4-2-2 ارائه 3 مدل تدوین شده اجزاء محدود توسط نرم افزار ANSYS    141
   5-4-3 مدل اجزاء محدود بوسیله کد عددی تدوین شده توسط نرم افزار MATLAB    155
       5-4-3-1 مقدمه    155
       5-4-3-2 ماتریس الاستیسیته    157
       5-4-3-3 آنالیز خطی و روش اجزاء محدود برپایه جابجائی    158
       5-4-3-4 تعیین و نگاشت المان    158
       5-4-3-5 ماتریس کرنش-جابجائی    161
       5-4-3-6 ماتریس سختی برای یک المان ذوزنقه ای    162
       5-4-3-7 ماتریس سختی برای یک حلقه کربن    163
       5-4-3-8 ماتریس سختی برای یک ورق گرافیتی تک لایه    167
       5-4-3-9 مدل پیوسته به منظور تعیین خواص مکانیکی ورق گرافیتی تک لایه    168

فصل ششم    
نتایج    171
6-1 نتایج حاصل از مدل انرژی-معادل    172
   6-1-1 خصوصیات محوری نانولوله کربنی تک دیواره    173
   6-1-2 خصوصیات محیطی نانولوله کربنی تک دیواره    176
6-2 نتایج حاصل از مدل اجزاء محدود بوسیله نرم افزار ANSYS    181
   6-2-1 نحوه مش بندی المان محدود نانولوله های کربنی تک دیواره در نرم افزار ANSYS و ایجاد ساختار قاب فضایی و مدل سیمی به کمک نرم افزار ]54MATLAB [    182
   6-2-2 اثر ضخامت بر روی مدول الاستیک نانولوله های کربنی تک دیواره    192
6-3 نتایج حاصل از مدل اجزاء محدود بوسیله کد تدوین شده توسط نرم افزار MATLAB    196

فصل هفتم    
نتیجه گیری و پیشنهادات     203
7-1 نتیجه گیری    204
7-2 پیشنهادات    206

فهرست مراجع     207















فهرست علائم
تعریف                                                                                                علائم اختصاری      

SWCNTs : Single-Walled Carbon Nanotubes
MWCNTs : Multi-Walled Carbon Nanotubes
CNTs : Carbon Nano Tubes
MWNTs : Multi-Walled Nano Tubes
FED : Field Emission Devices
TEM : Transmission Electron Microscope
SEM : Scanning Electron Microscopy
CVD : Chemical Vapor Deposition
PECVD : Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition
SPM : Scanning Probe Microscopy
NEMs : Nano Electro Mechanical System
AFM : Atomic Force Microscopy
STM : Scanning Tunnelling Microscopy
FEM : Finite Element Modeling
ASME : American Society of Mechanical Engineers
RVE : Representative Volume Element
SLGS: Single-Layered Grephene Sheet















فهرست جداول
عنوان                                                                                                             صفحه
جدول 4-1: اتفاقات مهم در توسعه مواد در 350 سال گذشته .......................................................................76
جدول 5-1: خصوصیات هندسی و الاستیک المان تیر.................................................................................135
جدول5-2 : پارامترهای اندرکنش واندر والس ...........................................................................................150
جدول6-1: اطلاعات مربوط به مش بندی المان محدود مدل قاب فضایی در نرم افزار ANSYS ...............184
جدول6-2 : مشخصات هندسی نانولوله های کربنی تک دیواره در هر سه مدل ...........................................185
جدول6-3 : داده ها برای مدول یانگ در هر سه مدل توسط نرم افزار ANSYS .......................................186
جدول6-4 : داده ها برای مدول برشی در هر سه مدل توسط نرم افزار ANSYS .......................................187
جدول6-5 : مقایسه نتایج مدول یانگ برای مقادیر مختلف ضخامت گزارش شده .......................................194
جدول 6-6 : مشخصات صفحات گرافیتی مدل شده با آرایش صندلی راحتی .............................................196
جدول 6-7 : مشخصات صفحات گرافیتی مدل شده با آرایش زیگزاگ .....................................................197
جدول 6-8 : مقایسه مقادیر E، G و   به دست آمده از مدل های تدوین شده در این تحقیق با نتایج موجود در منابع ..........................................................................................................................................................202
















فهرست اشکال
عنوان                                                                                                                   صفحه
شکل 1-1 : میکروگراف TEMکه لایه های نانو لوله کربنی چند دیواره را نشان می دهد ...............................4
شکل 1-2 : اشکال متفاوت مواد با پایه کربن ..................................................................................................6
شکل 1-3 : تصویر گرفته شده TEM که فلورن هایی کپسول شده به صورت نانولوله های کربنی تک دیواره را نشان می دهد .................................................................................................................................................7
شکل 1-4 : تصویر TEM  از  نانولوله کربنی دو دیواره که فاصله دو دیواره در عکس TEM  nm 36/0 می باشد ..............................................................................................................................................................8
شکل 1-5 : تصویر TEM گرفته شده  از  نانوپیپاد .........................................................................................8
شکل 2-1 : تصویر نانو لوله های تک دیواره و چند دیواره کشف شده توسط ایجیما در سال 1991................15
شکل 2-2 : انواع نانولوله:  (الف) ورق گرافیتی (ب) نانولوله زیگزاگ (0، 12)  (ج) نانولوله زیگزاگ (6، 6) (د) نانولوله کایرال (2، 10) ..........................................................................................................................17
شکل 2-3 : شبکه شش گوشه ای اتم های کربن ..........................................................................................18
شکل2-4 : تصویر شماتیک شبکه شش گوشه ای ورق گرافیتی، شامل تعریف پارامترهای ساختاری پایه و توصیف اشکال نانولوله های کربنی تک دیواره ............................................................................................19
شکل 2-5 : شکل شماتیک یک نانولوله کربنی چند دیواره MWCNTs ...................................................20
شکل 2-6 : نانو پیپاد ....................................................................................................................................21
شکل 2-7 : شکل شماتیک یک نانو لوله که  از  حلقه ها شش ضلعی کربنی تشکیل شده است .....................22
شکل2-8 : تصویر شماتیک یک حلقه شش ضلعی کربنی و پیوندهای مربوطه...............................................22
شکل 2-9 : تصویر شماتیک شبکه کربن در سلول های شش ضلعی .............................................................23
شکل 2-10: توضیح بردار لوله کردن نانو لوله، بصورت ترکیب خطی  از  بردارهای پایه b , a .....................23
شکل2-11: نمونه های نانولوله های صندلی راحتی، زیگزاگ و کایرال و انتها بسته آنها که مرتبط است با تنوع فلورن ها ......................................................................................................................................................24
شکل 2-12: تصویر سطح مقطع یک نانو لوله ...............................................................................................25
شکل 2-13: مراحل  آزاد سازی نانو لوله کربن ............................................................................................33
شکل 2-14 : مراحل کمانش و تبدیل پیوندها در یک نانو لوله تحت بار فشاری ............................................36
شکل 2-15: نحوه ایجاد و رشد نقایص تحت بار کششی  الف: جریان پلاستیک، ب: شکست ترد (در اثر ایجاد نقایص پنج و هفت ضلعی) ج: گردنی شدن نانو لوله در اثر اعمال بار کششی .................................................38
شکل 2-16: تصویر میکروسکوپ الکترونی پیمایشی SEM اعمال بار کششی بر یک نانو لوله .....................39
شکل 2-17: شکل شماتیک یک نانولوله کربنی به عنوان نوک AFM. .......................................................47
شکل2-18 : نانودنده ها ...............................................................................................................................50
شکل 3- 1: آزمایش تخلیه قوس ..................................................................................................................56
شکل 3-2 : دستگاه تبخیر/سایش لیزری .......................................................................................................58
شکل 3-3 : شماتیک ابزار CVD ...............................................................................................................60
شکل 3-4 : میکروگرافی که صاف و مستقیم بودن MWCNTs  را که به روش PECVD رشد یافته  نشان می دهد .......................................................................................................................................................62
شکل 3-5 : میکروگراف که کنترل بر روی نانو لوله ها را نشان می دهد: (الف)   40–50 nmو (ب). 200–300 nm ...................................................................................................................................................62
شکل 3-6 : نانولوله کربنی MWCNT به عنوان تیرک AFM ..................................................................71
شکل 4-1 : تصویر شماتیک ارتباط بین زمان و مقیاس طول روشهای شبیه سازی چند مقیاسی .......................75
شکل 4-2 : مدل سازی موقعیت ذرات در محیط پیوسته ................................................................................77
شکل 4-3 : محدوده طول و مقیاس زمان مربوط به روشهای شبیه سازی متداول ............................................82
شکل 4-4 : تصویر تلاقی ابزار اندازه گیری و روش های شبیه سازی .............................................................82
شکل 4-5 : تصویر شماتیک وابستگی درونی روش ها و اصل اعتبار روش ....................................................83
شکل 4-6 : تصویر شماتیک اتمهای i،j وk و پیوندها و زاویه پیوند مربوطه ...................................................85
شکل 4-7 : موقعیت نسبی اتمها در شبکه کربنی برای بدست آوردن طول پیوندها در نانولوله ........................85
شکل 4- 8 : المان حجم معرف در نانو لوله کربنی ........................................................................................90
شکل 4- 9 : مدلسازی محیط پیوسته معادل ...................................................................................................90
شکل 4- 10 : المان حجم معرف برای مدلهای شیمیایی، خرپایی و محیط پیوسته ...........................................92
شکل4-11 : تصویر شماتیک تغییر شکل المان حجم معرف .........................................................................92
شکل4-12 : شبیه سازی نانو لوله بصورت یک قاب فضایی ..........................................................................93
شکل4- 13 : اندرکنشهای بین اتمی در مکانیک مولکولی ............................................................................93
شکل4-14: شکل شماتیک یک صفحه شبکه ای کربن شامل اتم های کربن در چیدمان های شش گوشه ای.96
شکل 4-15: شکل شماتیک گروهای مختلف نانولوله کربنی .........................................................................97
شکل 4-16: وابستگی کرنش بحرانی نانولوله به شعاع با ضخامت های تخمینی متفاوت .................................98
شکل 5-1: نمایش نیرو وپتانسیل لنارد-جونز برحسب فاصله بین اتمی r ......................................................107
شکل 5-2 : نمایش نیرو وپتانسیل مورس برحسب فاصله بین اتمی r ............................................................108
شکل 5-3 : تصویر شماتیک اتمهای i،j وk و پیوندها و زاویه پیوند مربوطه ................................................109
شکل5-4 : فعل و انفعالات بین اتمی در مکانیک مولکولی .........................................................................115
شکل5-5 : شکل شماتیک (الف) یک نانولوله صندلی راحتی (ب) یک نانولوله زیگزاگ ..........................116
شکل5-6 : شکل شماتیک یک نانولوله صندلی راحتی (الف) واحد شش گوشه ای (ب) نیرو های توزیع شده روی پیوند b .............................................................................................................................................117
شکل5-7 : شکل شماتیک یک نانولوله زیگزاگ (الف) واحد شش گوشه ای (ب) نیرو های توزیع شده روی پیوند b ......................................................................................................................................................120
شکل5– 8 :  تصویر شماتیک توزیع نیروها برای یک نانولوله کربنی تک دیواره .........................................122
شکل 5-9 : تصویر شماتیک توزیع نیرو در یک نانولوله کربنی زیگزاگ ....................................................124
شکل5- 10: تصویر شماتیک (الف) نانولوله کربنی Armchair، (ب) مدل تحلیلی برای تراکم در جهت محیطی (ج) روابط هندسی .........................................................................................................................125
شکل 5-11: تصویر شماتیک (الف) نانولوله کربنیZigzag(ب)مدل تحلیلی برای فشار در جهت محیطی...129
شکل 5-12: تعادل مکانیک مولکولی و مکانیک ساختاری برای تعاملات کووالانس و غیر کووالانس بین اتم های کربن (الف) مدل مکانیک مولکولی (ب) مدل مکانیک ساختاری .......................................................132
شکل 5-13: منحنی پتانسیل لنارد-جونز و نیروی واندروالس نسبت به فاصله اتمی .......................................133
شکل5-14 : رابطه نیرو (بین پیوند کربن-کربن) و کرنش بر اساس پتانسیل بهبود یافته مورس ......................137
شکل 5-15 :استفاده از المان میله خرپایی  برای شبیه سازی نیروهای واندروالس .........................................138
شکل5-16 : منحنی نیرو-جابجائی غیر خطی میله خرپایی ...........................................................................139
شکل 5-17: تغییرات سختی فنر نسبت به جابجائی بین اتمی ........................................................................140
شکل 5-18: مدل های المان محدود ایجاد شده برای اشکال مختلف نانولوله (الف) :صندلی راحتی (7،7) (ب):زیگزاگ(7،0) (ج): نانولوله دودیواره (5،5) و (10،10) ......................................................................140
شکل5-19 : المان های نماینده برای مدل های شیمیایی ، خرپایی و محیط پیوسته ........................................142
شکل 5-20 : شبیه سازی  نانولوله های کربنی تک دیواره به عنوان ساختار قاب فضایی ...............................144
شکل5-21 : شرایط مرزی و بارگذاری بر روی مدل المان محدود نانو لوله کربنی تک دیواره: (الف) زیگزاگ (7،0) ، (ب) صندلی راحتی (7،7) ، (ج) زیگزاگ (0،10) ، (د) صندلی راحتی (7،7) .................................145
شکل5-22 : شرایط مرزی و بارگذاری بر روی مدل المان محدود نانو لوله کربنی چند دیواره: (الف) مجموعه 4 دیواره نانولوله زیگزاگ (5،0) (14،0) (23،0) (32،0) تحت کشش خالص ، (ب) مجموعه 4 دیواره نانولوله صندلی راحتی (5،5) (10،10) (15،15) (20،20) تحت پیچش خالص .........................................................145
شکل5-23 : نانولوله تحت کشش ..............................................................................................................147
شکل5-24 : یک نانولوله کربنی تک دیواره شبیه سازی شده به عنوان ساختار قاب فضایی ..........................148
شکل5-25 : شکل شماتیک اتمهای کربن و پیوند های کربن متصل کننده آنها در ورق گرافیت .................148
شکل 5-26 : نمودار Eωa بر حسب فاصله بین اتمی ρa ............................................................................150
شکل 5-27 : شکل شماتیک شش گوشه ای کربن و اتم های کربن و پیوندهای کواالانس و واندروالس .....151
شکل5-28 : شکل شماتیک شش گوشه ای کربن که تنها پیوندهای کووالانس را نشان می دهد .................151
شکل5-29 : سه حالت بارگذاری برای معادل سازی انرژی کرنشی مدل ها .................................................152
شکل5-30 : شکل شماتیک از شش گوشه ای کربن و نیرو های غیر پیوندی ..............................................154
شکل5-31 : شکل شماتیک شش گوشه ای کربن با در نظر گرفتن 9 پیوند واندروالس بین اتم های کربن ...154
شکل5-32: یک مدل جزئی از ساختار شبکه ای رول نشده که نانولوله کربنی را شکل می دهد. شش ضلعی های متساوی الاضلاع نماینده حلقه های شش ضلعی پیوند های کووالانس کربن می باشد، که هر رأس آن محل قرار گیری اتم کربن می باشد ....................................................................................................................156
شکل5-33 : شکل یک حلقه کربن به صورت یک شش ضلعی متساوی الاضلاع و هر اتم کربن به عنوان گره با نامگذاری قراردادی ....................................................................................................................................159
شکل 5-34 : شکل یک ذوزنقه متساوی الساقین از حلقه شش گوشه  ای کربن (الف) در فضای   x و y  (ب) شکل نگاشت یافته در فضای r و s ..............................................................................................................159
شکل 5-35 : المان ذوزنقه ای هم اندازه و مشابه المان اصلی ABCF که در صفحه به اندازه زاویه θ چرخیده است ..........................................................................................................................................................163
شکل 5-36 : شش حالت ممکن ذوزنقه شکل گرفته در شش گوشه ای کربن ABCDEF. هر ذوزنقه یک شکل دوران یافته از دیگری است ..............................................................................................................166
شکل 5-37 : حلقه شش گوشه ای کربن ABCDEF که تشکیل شده از دو ذوزنقه ABCD و DEFC، دراین شکل نشان داده شده که در این حالت تنها CF ایجاد شده است .......................................................167
شکل 5-38 : شکل شماتیک حلقه کربن شش گوشه ای به عنوان المان پایه صفحه گرافیتی ........................168
شکل 5-39 : پارامترهای هندسی ورق گرافیتی ............................................................................................169
شکل 5-40 : مدل ورق گرافیتی زیگزاگ.ورق گرافیتی تک لایه a)تحت کشش b)تحت بار های مماسی..170
شکل6-1: شکل شماتیک (الف) یک نانولوله صندلی راحتی (ب) یک نانولوله زیگزاگ ...........................172
شکل 6-2 : تغییرات مدول یانگ در جهت محوری E................................................................................173
شکل 6-3 : تغییرات مدول برشی G ...........................................................................................................174