Etude des propriétés physiques et mécaniques des nanotubes en carbone par le modèle de Timoshenko

Abstract

Date de soutenance تاريخ المناقشة 26/05/2022

(*) Se conformer aux intitulés des spécialités et des options portées sur la dernière attestation d’inscription.

الملخص(بالعربية):

في هذا العمل ، تم استخدام نموذج شعاع تيموشينكو غير المحلي لدراسة الخصائص الفيزيائية مثل التأثير الحراري على الترددات الطبيعية للأنبوب النانو الكربوني أحادي الجدار من النوع اللولبي والمتعرج والكرسي بذراعين. بناءً على النظرية غير المحلية للمرونة ، تتم صياغة معادلات الحركة من خلال مراعاة التأثير الحراري. تم فحص ومناقشة تأثيرات معلمة المقياس، و شيرالتي للأنبوب النانو الكربوني أحادي الجدار ، رقم الوضع الاهتزازي ، ونسبة العرض إلى الارتفاع ل للأنبوب النانو الكربوني أحادي الجدار وتغيرات درجة الحرارة على خصائص الاهتزاز الحراري للأنابيب النانوية أحادية الجدار. أظهرت النتائج التي تم الحصول عليها اعتمادًا الترددات الطبيعية على المعلمة القياس الغير المحلية ، وتغير درجة الحرارة ، ونسبة العرض إلى الارتفاع ، و شيرالتي للأنبوب النانو الكربوني أحادي الجدار.. يمكن أن يكون هذا العمل مرجعًا مفيدًا لتطبيق وتصميم الإلكترونيات النانوية والأجهزة الكهروميكانيكية النانوية التي تستفيد من خصائص الاهتزاز الحراري الخاصة بأنابيب النانو الكربوني أحادي الجدار. الكلمات المفتاحية :نموذج شعاع تيموشينكو غير المحلي ؛ الأنابيب النانوية الكربونية أحادية الجدار ؛ نظرية المرونة غير المحلية ؛ تأثير صغير الحجم ؛ تأثير حراري ؛ خصائص الاهتزاز

Résumé (en Français) :

Dans ce travail, le model non-local de Timochenko est utilisé pour étudier les propriétés physiques tels que l’influence thermique sur les fréquences naturelles d’un nanotube de carbone monoparois (SWCNT) de type chiral, zigzag et armchair. En se basant sur la théorie nonlocal d‟élasticité, les équations gouvernantes du mouvement sont formulées en considérant l'effet thermique. Les effets du paramètre d'échelle, le nombre de modes de vibration, la chiralité des SWCNT , le rapport de dimension et le changement de température sur les propriétés de vibration thermique des nanotubes de carbone monoparois sont examinées et discutées. Les résultats obtenus ont montrés une dépendance significative des fréquences naturelles sur le paramètre non local, le changement de température, le rapport de dimension et la chiralité des SWCNTs. Ce travail devrait être une référence utile pour l'application et la conception de dispositifs nanoélectroniques et nanoélectromécaniques qui utilisent les propriétés de vibration thermique des SWCNTs. Les mots clés : model non-local de Timochenko ; nanotube de carbone monoparois (SWCNT) ; l’effet de petite échelle ; l'effet thermique ; propriétés vibratoires

Abstract (en Anglais) :

In this work, the nonlocal Timoshenko beam model is used to study the physical properties such as the thermal influence on the natural frequencies of a single-walled carbon nanotube (SWCNT) of chiral, zigzag and armchair type. Based on the nonlocal theory of elasticity, the governing equations of motion are formulated by considering thermal effect. The effects of small scale parameter, the chirality of SWCNTs, the vibrational mode number, the aspect ratio of SWCNTs and temperature changes on the thermal vibration properties of single-walled nanotubes are examined and discussed. The results obtained showed a significant dependence of the natural frequencies on the nonlocal parameter, the temperature change, the aspect ratio and the chirality of the SWCNTs. This work should be a useful reference for the application and design of nanoelectronics and nanoelectromechanical devices that make use of the thermal vibration properties of SWCNTs. Keywords : nonlocal Timoshenko beam model; singled walled carbon nanotubes (SWCNTs); nonlocal theory of elasticity ; small-scale effect; thermal effect; vibration properties