Etude Statique et Dynamique des Structures en Polymère à Base de Nanotubes de Carbone

Abstract

الملخص (بالعربية) :

تتناول أطروحة الدكتوراه هذه دراسة السلوك الثابت والديناميكي للوحة سندويش البوليمر المسامية المقواة بأنابيب كربونية نانومترية متدرجة وظيفيًا . (FG-CNT) تمت دراسة نموذج لوحة النانو المركب في إطار نظرية تشوه القص من الدرجة الأولى (FSDT). يُفترض نوعان من ألواح الساندويتش المسامية (سندويش بألواح وجه مقواة / قلب متجانس و سندويش بألواح وجه متجانسة / لب مقوى). يتم النظر في توزيعات الأنابيب النانوية الكربونية المتدرجة وظيفيًا (FG-CNT) والأنابيب النانوية الكربونية المتدرجة بانتظام (UD-CNT) لطبقات الواح السندويش المسامية بإعتبار أنابيب التقوية النانوية الكربونية أحادية موزعة باستقامة على محور أحادي. المعادلات الأساسية مشتقة باستخدام مبدأ هاملتون. يتم الحصول على الحلول لانحناء واهتزاز الصفائح المسامية من هذا النوع. يتم تقديم اشتقاقات رياضية مفصلة ومقارنة الحلول مع بعض الحالات في الأدبيات. تأثير المعاملات المختلفة للألواح المسامية من نوع السندويتش المقوى، مثل نسب العرض إلى الارتفاع ، وكسر الحجم ، وأنواع التعزيز ، وعدد الأنماط، وسمك اللوحة على تحليلات الانحناء والاهتزاز ، تمت دراستها ومناقشتها. فيما يتعلق بمسألة المسامية، أوضحت هذه الدراسة أن هناك تأثيرًا كبيرًا لتباينها على السلوك الثابت واهتزازات الألواح سندويش المسامية. الكلمات المفتاحية :الأنابيب النانوية ؛ انحناء؛ تشوه القص؛ مركب نانوي ؛المسامية ، ساندويتش.

Résumé (Français) :

Cette thèse de doctorat traite le comportement statique et dynamique d’une plaque sandwich poreuse en polymère, renforcée par des nanotubes de carbone à gradient fonctionnel (FG-CNT). Le modèle de plaque nano-composite utilisé est celui basé sur la théorie de la déformation par cisaillement du premier ordre (FSDT). Deux types de plaques sandwich poreuses ont été étudiées, La première est composée de deux feuilles de faces renforcées et une feuille à noyau homogène et la seconde plaque est composée de deux feuilles de faces homogènes et une feuille à noyau renforcé. Les distributions des nanotubes de carbone de type simple paroi à gradient fonctionnel (FG-CNT) et uniforme (UD-CNT) dans les différentes feuilles des plaques en sandwich sont considérées alignées uni-axialement. Les équations utilisées sont issues du principe de Hamilton. La solution de flexion et de vibration pour chaque type de plaque poreuse est déterminée. Les dérivations mathématiques détaillées sont fournies et les solutions sont comparées à celles trouvées dans la littérature. L'effet des différents paramètres des plaques poreuses de type sandwich renforcées, tels que le rapport géométrique, la fraction volumique, les types de renforcement, le nombre de modes et l'épaisseur de la plaque sur le analyse de flexion et de vibration, est étudié et discuté. Sur la question de la porosité, cette étude a montré qu'il y a une grande influence de la porosité sur le comportement statique et sur les vibrations des plaques sandwich poreuses. Mots-clés : Nanotubes ; FG-CNTRC ; Flexion ; déformation par cisaillement ; nano-composite ; porosités ; sandwich.

Résumé ( Anglais) :

This thesis studies the static and dynamic behavior of Functionally Graded Carbon Nanotubes (FG-CNT)-reinforced porous sandwich (PMPV) polymer plate. The model of nanocomposite plate is investigated within the first order shear deformation theory (FSDT). Two types of porous sandwich plates are supposed (sandwich with face sheets reinforced / homogeneous core and sandwich with homogeneous face sheets / reinforced core). Functionally graded Carbon Nanotubes (FG-CNT) and uniformly Carbon Nanotubes (UD-CNT) distributions of face sheets or core porous plates with uniaxially aligned single-walled carbon nanotubes are considered. The governing equations are derived by using Hamilton's principle. The solution for bending and vibration of such type’s porous plates are obtained. The detailed mathematical derivations are provided and the solutions are compared to some cases in the literature. The effect of the several parameters of reinforced sandwich porous plates such as aspect ratios, volume fraction, types of reinforcement, number of modes and thickness of plate on the bending and vibration analyses are studied and discussed. On the question of porosity, this study found that there is a great influence of theporosity on the static and vibration of porous sandwich plate. Keywords: Nanotubes; FG-CNTRC; Bending; shear deformation; nanocomposite; porosities; sandwich.