Yerel Eğrilikli Karbon Nanotüp İçeren Kompozit-teki Gerilme Dağılımına Geometrik Nonlineeritenin Etkisi

Abstract

Tek yönlü lifli kompozitlerin en önemli yapısal özelliklerinden biri liflerin eğriliğidir. Başlangıç eğriliğe sahip lifler ve levhalarla güçlendirilmiş kompozitler eğrisel yapıya sahip kompozitler olarak adlandırılır. Genellikle, eğrilikli olarak dizayn edilen kompozit malzemeler periyodik eğrilikli, teknolojik işlemler sırasında oluşan eğrilikler ise yerel eğrilikli kompozitler olarak modellenir. Üretilen kompozit malzemelerin uygulamada başarıyla kullanılması, sözü edilen bu eğriliği hesaba katarak bu malzemedeki gerilme–şekil değiştirme durumunun belirlenmesine de bağlıdır [1]. Ancak tek yönlü lifli kompozit malzemeler geleneksel malzemelerdir. Günümüzde dünya hızla nanoteknoloji konusunda çalışmakta ve gerekli araştırmaların yapılabilmesi için bu konuda ciddi yatırımlar yapılmaktadır. Dolayısıyla, nanokompozit malzemelerin (örneğin nanotüpler) önemi hızla artmaktadır. Bu çalışmada sonsuz ortamda düşük yoğunluklu sonsuz uzunluklu yerel eğrilikli tek bir karbon nanotüp içermesi durumu ele alınmış ve gerilme dağılımına geometrik nonlineeritenin etkisi incelenmiştir. Bu çalışmalar parçalı homojen cisim modeli çerçevesinde elastisite teorisinin üç boyutlu kesin geometrik nonlineer denklemleri kullanılarak yapılmıştır.

One of the most important structural properties of unidirectional fiber composites is the curvature of the fibers. Fibers having initial curvature and composites reinforced with plates are called curvilinear composites Generally, designed as a curved composite materials periodic curvature, the curvature formed during technological processes are modeled as local curvature composites. The successful use of application of the produced composite material, said curvature to account for this depends on the determination of the stress-strain conditions of this material [1]. However, unidirectional fiber composite materials are conventional materials. Today, the world has begun to work rapidly and make significant investments in nanotechnology in order to do the necessary research on this issue. Thus, the nanocomposite materials (e.g., nanotubes) have rapidly increasing importance. In this study the stress distribution is studied when the body is loaded at infinity by uniformly distributed normal forces with intensity p acting in the carbon nanotubes laying direction. The investigation is carried out in the framework of the piecewise-homogeneous body model with the use of the three-dimensional geometrical non-linear exact equations of the theory of elasticity.