Modélisation Numérique Du Comportement Mécanique D’un Nano-Composite A Matrice Polymère Et Nano-Renfort

Abstract

الملخص (بالعربية): يشير المصطلح مركب النانوي إلى فئة جديدة من المواد تتكون من مادتين، واحدة منها ذات بعد نانوي. يتم تصنيعها عن طريق توزيع بشكل عام، كميات صغيرة من مقويات النانوية داخل مصفوفة البوليمر لضمان سطح تبادل أكبر بكثير وتوزيع أفضل للاجهدات داخل مركب النانوي. يمكن تصور المقويات النانوية (الأنابيب النانوية الكربونية) التي تقع في قلب مصفوفة البوليمر كمجموعة من أسطواني متحد المحور محزمة بشكل مشترك، مع فاصل سمك موحد. في هذه الدراسة، تستخدم نظرية المرونة غير المحلية لتطوير نموذج تحليلي لدراسة الاهتزاز العرضي الحر للأنابيب النانوية الكربونية مزدوجة الجدران المدمجة في وسط مرن (بوليمر). تستمد معادلات الحركة ويتم الحصول على حلول التردد باستخدام مبدأ "هاملتون". تمت دراسة ومناقشة تأثير الهيكل، وعدد امواج الاهتزاز، ومعامل الحجم الصغير، وصلابة الوسط المرن على تردد الاهتزاز الحر. سيكون هذا البحث مهمًا لتطبيق واستخدام الأنابيب النانوية الكربونية كتقوية في مصفوفات البوليمر. الكلمات المفتاحية: الانابييب نانومترية، اهتزاز، أرمشار، زيقزاق،غير محلي

Résumé (Français) : Le terme nano-composite fait référence à une nouvelle classe de matériaux composés de deux phases dont l’une présente une dimension nanométrique. Ils sont réalisés en dispersant en général, de faibles quantités de nano-renfort à l’intérieur d’une matrice polymère pour assurer une surface d’échange beaucoup plus importante et une meilleure répartition des contraintes à l’intérieur du nano-composite. Le nano-renfort (nanotube de carbone) situé au cœur d'une matrice polymère pourrait être imaginé comme un groupe de coaxiales cylindrique emballé en commun, avec uniforme intervalle d'épaisseur. Dans cette étude, la théorie d'élasticité non-locale est utilisée pour développer un modèle analytique pour but d’étudier la vibration libre transversale des nanotubes de carbone à double paroi (DWCNT) intégrés dans un milieu élastique (polymère). Les équations de mouvement sont dérivées et les solutions de fréquence sont obtenues en utilisant le principe de "Hamilton". L’effet de la chiralité, le nombre de mode, le coefficient à petite échelle et la rigidité du milieu élastique sur la fréquence de vibration libre des (DWCNT) sont étudiés et discutés. Cette recherche sera importante pour l'application et l'utilisation du nanotube de carbone comme nano-renfort dans les matrices polymères. Mots-clés : vibration; nanotube; Armchair, Zigzag; la chiralité; non local.

Résumé (Anglais) The term nano-composite refers to a new class of materials composed of two phases, one of which has a nanoscale dimension. They are made by dispersing in general, small amounts of nano-reinforcement inside a polymer matrix to ensure a much larger exchange surface and a better distribution of stresses inside the nano-composite. The nano-reinforcement (carbon nanotube) located at the heart of a polymer matrix could be imagined as a group of coaxial cylindrical packaged in common, with uniform thickness interval. In this study, the non-local elasticity theory is used to develop an analytical model to study the free transverse vibration of double-walled carbon nanotubes (DWCNT) embedded in an elastic medium (polymer). The motion equations are derived and the frequency solutions are obtained using the "Hamilton" principle. The effect of chirality, the number of modes, the small scale coefficient and the rigidity of the elastic medium on the free vibration frequency of (DWCNT) are studied and discussed. This research will be important for the application and use of carbon nanotubes as nano-reinforcement in polymer matrices. Keywords: vibration; nanotube; zigzag; armchair; chirality; non-local