جلسه دفاع پایان ­نامه کارشناسی ارشد (آقای ارشک درخش)

موضوع: تحلیل پایداری آئروالاستیک پوسته‌های مخروطی ناقص تقویت شده با نانوپلاکت‌های گرافنی با توزیع مدرج هدفمند دوبعدی

ارائه دهنده: ارشک درخش                       

استادان راهنما: دکتر علیرضا شهیدی

استادان داور: دکتر مهران مرادی  دکتر مهدی سلمانی

چکیده:

در این پایان‌نامه تحلیل فلاتر (پایداری آئروالاستیک) پوسته‌های مخروطی ناقص نانوکامپوزیتی ساخته شده از یک زمینه‌ی پلیمری تقویت شده با نانوپلاکت‌های گرافنی در معرض یک جریان سیال مافوق صوت خارجی بررسی می‌شود. فرض بر آن است که کسر جرمی (درصد جرمی) نانوپلاکت‌های گرافنی به شکلی هدفمند، مدرج و دوبعدی در دو راستای ضخامت و طول پوسته بر اساس توابع توانی تغییر کند و این تغییرات بر اساس الگوهای متنوعی و مقادیر مختلف از ضرایب توانی در هر دو راستا انجام می‌پذیرد. مدلسازی پوسته با استفاده از تئوری تغییر شکل برشی مرتبه اول انجام می‌شود، خواص مکانیکی مؤثر پوسته بر اساس قانون اختلاط و مدل هالپین-تسای محاسبه می‌شوند و فشار آئرودینامیکی وارد شده به واسطه‌ی عبور جریان سیال مافوق صوت با استفاده از تئوری پیستون محاسبه می‌گردد. برای استخراج معادلات حاکم و شرایط مرزی از اصل هامیلتون استفاده می‌شود. با استفاده از توابع مثلثاتی هارمونیک مناسب، یک حل دقیق در جهت پیرامونی پوسته ارائه می‌شود و برای حل معادلات در راستای طولی پوسته از یک روش تقریبی موسوم به روش مربعات دیفرانسیلی استفاده می‌شود. همگرایی و اعتبارسنجی مدل ارائه شده اثبات می‌شوند و از طریق یک مطالعه‌ی پارامتری، تاثیر مشخصات مختلف پوسته بر پایداری آئروالاستیک آن مورد بررسی قرار می‌گیرد که از جمله می‌توان به کسر جرمی و الگوی توزیع نانوپلاکت‌های گرافنی، ضرایب توانی در هر دو راستا، شرایط مرزی و زاویه‌ی نیم راس اشره نمود. نتایج بدست آمده نشان می‌دهند که الگوی توزیع نانوپلاکت‌های گرافنی نقش بسیار قابل توجهی در پایداری آئروالاستیک پوسته دارد و برای دستیابی به حداکثر پایداری آئروالاستیک (بیشترین مقدار ممکن برای فشار آئرودینامیکی بحرانی) برای پوسته‌های مخروطی ناقص تقویت شده با نانوپلاکت‌های گرافنی، بهتر است نانوپلاکت‌های گرافنی تا حد امکان در نزدیکی شعاع کوچک پوسته و سطح داخلی آن توزیع شوند. بر اساس نتایج بدست آمده مشاهده می‌گردد که تغییرات کسر حجمی نانوپلاکت‌های گرافنی در راستای طولی پوسته تاثیر بیشتری بر پایداری آئروالاستیک در مقایسه با تغییرات کسر حجمی نانوپلاکت‌های گرافنی در راستای ضخامت پوسته دارد.

کلمات کلیدی

پایداری آئروالاستیک؛ تحلیل فلاتر؛ نانوپلاکت‌های گرافنی؛ مواد مدرج هدفمند دو بعدی