مواد و ساخت پیشرفته

بر اساس تحقیقات اخیر، یک مدل پوسته استوانه‌ای قابل تغییر شکل برشی وابسته به اندازه دقیق توسعه یافته است. و ارتعاش حاصل از بارگذاری میکروپوسته استوانه ای مورد مطالعه قرار گرفته است. بارهای موضعی وابسته به زمان بر روی سطح بیرونی پوسته عمل می­کنند. میکروپوسته مدل مورد نظر از نانوکامپوزیت متخلخل تقویت شده با GNP ساخته شده است. به منظور بررسی بیشتر، مطالعات پارامتری برای نشان دادن برخی نتایج جدید انجام شده است.

در یک مطالعه جدید، پاسخ‌های گذرا میکروپوسته‌های استوانه‌ای متخلخل تقویت‌شده با نانوصفحه های گرافن درجه‌بندی‌شده از نظر عملکردی که در معرض بارهای تکانشی توزیع‌شده موضعی وابسته به زمان قرار می‌گیرند برای اولین بار مورد بررسی قرار گرفته است. بارهای ضربه­ای به صورت عمودی روی سطح بیرونی پوسته عمل می­کنند. این پوسته از فوم فلزی تقویت‌شده با نانوصفحه­های گرافنی[1] (GNP) تشکیل شده است. در این بررسی، منافذ داخلی به طور یکنواخت با نانوصفحه‌های گرافن، با توجه به توزیع معین، به طور یکنواخت یا غیریکنواخت در جهت ضخامت پوسته پراکنده شده‌اند، که منجر به خواص درجه‌بندی شده مواد می‌شود. مدول الاستیک موثر نانوکامپوزیت با استفاده از مدل اصلاح‌شده میکرومکانیک Halpin-Tsai همراه با قانون توسعه‌یافته مخلوط‌ها ارزیابی شده است. همچنین یک مدل فوم فلزی سلولی بسته برای تعیین خواص مکانیکی نانوکامپوزیت متخلخل اجرا شده است. برای این منظور، یک مدل تغییر شکل‌پذیر برشی هذلولی مبتنی بر تنش زوج اصلاح‌شده توسعه و اجرا شده است تا وابستگی ریزساختار رفتار مکانیکی را به تصویر بکشد. معادلات لاگرانژ در رابطه با توابع مثلثاتی دوگانه برای استخراج معادلات حرکات میکروپوسته‌ها با شرایط مرزی ساده استفاده شده­اند. علاوه بر این، پاسخ‌های دینامیکی وابسته به زمان از طریق برهم‌نهی کیفی و طرح ادغام مستقیم نیومارک محاسبه شده است. و نهایتا در بررسی پارامتری، انحرافات دینامیکی میکروپوسته تولید شده توسط انواع مختلف بارهای موضعی با اثرات منافذ داخلی، الگوهای توزیع GNP و پارامترهای بار خارجی مورد بررسی قرار گرفته است.

مشخص شده است که بارهای موضعی از نوع دایره­ای و مربعی انحراف دینامیکی بسیار مشابهی را ایجاد می­کنند. همچنین نتایج این بررسی نشان داده است هنگامی که مقدار بیشتری از GNP به ماتریس اضافه می­شود، پراکندگی GNP های بیشتر در نزدیکی سطوح بالا و پایین پوسته می­تواند به طور موثری سفتی پوسته را تقویت کند، در نتیجه به طور قابل توجهی مقادیر اوج انحراف دینامیکی را کاهش می­دهد.

https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0307904X2200230X