امروز جمعه ۷ اردیبهشت ۱۴۰۳
دسته بندی سایت
محبوب ترین ها
پرفروش ترین ها
برچسب های مهم
آمار بازدید سایت
پیوند ها
ارتعاشات غیرخطی و رفتار پس از کمانش میکرولوله های حاوی جریان بر اساس تئوری های تنش کوپل و تغییرات کرنش wordواژههاي كليدي: میکرولوله ی حاوی جریان، گرادیان کرنش، تنش کوپل، ارتعاشات غیرخطی، رفتار پس از کمانش، مواد هدفمند، اثرات اندازه فهرست مطالب مقدمهای بر نانوتکنولوژی و مروری بر پژوهشهای گذشته1 1-2-1. صنایع هوانوردی و اتوماسیون:5 1-2-4. درمان، بهداشت و علوم زیستی:5 تحلیل ارتعاشات آزاد غیرخطی و رفتار پس از کمانش میکرولولههای حاوی جریان12 2-5. استخراج معادلات حاکم به روش انرژی19 2-7. اعمال روش تحلیل هموتوپی28 2-8. روش حل ماکزیمم - مینیمم32 2-9. تحلیل رفتار پس از کمانش34 3-3. ارتعاش غیرخطی میکرولولههای حاوی جریان43 3-4. رفتار پس از کمانش میکرولولههای حاوی جریان52 4-2. ارتعاشات آزاد میکرولولهی هدفمند حاوی جریان58 4-3. رفتار پس از کمانش میکرولولههای هدفمند65 4-4-1. ارتعاشات غیرخطی میکرولولههای هدفمند حاوی جریان67 4-4-2. رفتار پس از کمانش میکرولولههای هدفمند71 فهرست شکلها شکل1-1. مراحل ساخت میکرولولهها7 شکل1-2. رسوب فلز در روش الکترو-شیمیایی8 شکل2-1. شماتیکی از میکرولوله حاوی جریان بر روی دو تکیهگاه ساده16 شکل3-1. فرکانس طبیعی خطی میکرولولهی حاوی جریان بر حسب سرعت جریان42 شکل3-2.فرکانس طبیعی بیبعد شده میکرولولهی حاوی جریان بر حسب سرعت بیبعد جریان سیال بر اساس تئوریهای گرادیان کرنش، تنش کوپل و مکانیک کلاسیک در حالت برای الف: ب: ج: و د: 46 شکل3-4. نسبت فرکانس غیرخطی به فرکانس خطی بر حسب ماکزیمم دامنهی ارتعاشی میکرولولهی حاوی جریان برای و 48 شکل3-8. رفتار ارتعاشی میکرولولهی حاوی جریان در دو حالت غیرخطی و خطی برای و الف: ، ب: 52 شکل3-9. دامنهی پس از کمانش بی بعد شده بر حسب سرعت بیبعد جریان سیال بر اساس تئوریهای گرادیان کرنش، تنش کوپل و کلاسیک در حالت برای الف: ب: ج: و د: 54 شکل4-1. شماتیکی از میکرولولهی هدفمند حامل جریان59 شکل4-2. فرکانس طببیعی غیرخطی میکرولوله بر حسب سرعت جریان سیال برای مقادیر مختلف اندیس قانون توانی در حالت و با قطرهای خارجی الف: ب: و ج: 68 شکل4-4. فرکانس طبیعی میکرولولهی هدفمند تابعی از سرعت جریان بر اساس تئوریهای مختلف با ، و با قطرهای خارجی الف: ب: 70 فهرست جدولها جدول1-1. تاریخ رویدادهای مهم نانوفناوری3 فصل1 مقدمهای بر نانوتکنولوژی و علم و فناوری نانو ( نانوعلم و نانوتکنولوژی) توانایی بهدست گرفتن کنترل ماده در ابعاد نانومتری (ملکولی) و بهره برداری از خواص و پدیدههای این بعد در مواد، ابزارها و سیستمهای نوین است. در واقع نانوتکنولوژی فناوری تغییر در خواص ملکولهای تشکیل دهندهی مواد است و به همین دلیل تغییر در مقیاس نانو بهترین تعریف برای این تکنولوژی است. از این تعریف آن چنان بر میآید که نانو تکنولوژی یک رشته نیست بلکه رویکردی جدید برای تمام رشتهها است. هدف اصلی اکثر تحقیقات در این زمینه شکل دهی ترکیبات جدید با ایجاد تغییر در مواد موجود و همچنین تحلیل رفتار آنهاست. در طول تاریخ و از زمان یونان باستان، مردم و بهخصوص دانشمندان بر این باور بودند که مواد را میتوان به اجزاء کوچک تقسیم نمود تا به ذراتی که خرد شدنی نیستند رسید و این ذرات بنیان مواد را تشکیل میدهند.، شايد بتوان دموكريتوس[1] فيلسوف يوناني را پدر علوم نانو دانست چرا كه در حدود 400 سال قبل از ميلاد مسيح او اولين كسي بود كه واژهی اتم را كه به معني تقسيمنشدني در زبان يوناني است، براي توصيف ذرات سازنده مواد به كار برد. نقطه شروع و توسعه اوليه فناوري نانو به طور دقيق مشخص نيست. اولين جرقه فناوري نانو (البته در آن زمان هنوز به اين نام شناخته نشده بود) در سال 1959 زده شد. در اين سال ريچارد فاينمن[2] طي يك سخنراني با عنوان «فضاي زيادي در سطوح پايين وجود دارد» ايده فناوري نانو را مطرح ساخت. وي اين نظريه را ارائه داد كه در آيندهاي نزديك ميتوانيم مولكولها و اتمها را به صورت مسقيم دستكاري كنیم. واژه فناوري نانو اولين بار توسط نوريوتاينگوچي[3] استاد دانشگاه علوم توكيو در سال 1974 بر زبانها جاري شد. او اين واژه را براي توصيف ساخت موادی كه تلورانس ابعادي آنها در حد نانومتر ميباشد، به كار برد. مینسكی توانست به تفكرات فیمن قوت ببخشد. ماروین مینسكی[4] پدر هوش مصنوعی و شاگردش كي اريك درکسلر[5]، گروهی از دانشجویان كامپیوتر را به صورت انجمنی دور هم جمع كردند. او افكار جوانترها را با ایدههایی كه آنها را نانو تكنولوژی نامگذاری كرده بود، مشغول میساخت. در سال 1986 اين واژه توسط دركسلر در كتابي تحت عنوان: « موتور آفرينش: آغاز دوران نانوتکنولوژی » بازآفريني و تعريف مجدد شد. درکسلر دكتری نانو تكنولوژی را در سال 1991 ازدانشگاهMITدریافت نمود. شكوفایی بسیاری از فناوریهای مهم از جمله فناوری اطلاعات و بیوتكنولوژی به عنوان دو دستاورد بسیار عظیم قرن بیستم، بدون بهرهگیری از نانو تكنولوژی دچار اختلال خواهند شد. تاریخ رویدادهای مهم نانوتکنولوژی در زیر اختصار آمده است. جدول1-1. تاریخ رویدادهای مهم نانوفناوری
تجربه نشان داده است، ویژگیهای یک ماده خالص، تا حد قابل قبولی ثابت است و این امر سبب میشود که ما بتوانیم مواد را از روی خواصشان شناسایی کنیم. اما یافتههای دانشمندان نشان میدهد که یک ماده در اندازه نانومتر ویژگیهای متفاوتی با ذرات بزرگتر خود خواهند داشت. این در حالی است که کوچککردن ذرات، یک تغییر فیزیکی است و ما انتظار داریم که با این تغییر فیزیکی، ویژگیهای اصلی ماده تغییر نکند. نانو تكنولوژی توانمندی تولید مواد، ابزارها و سیستمهای جدید با خواص برتر در مقیاس یك تا یكصدم نانومتر (یكمیلیاردم متر) میباشد كه در دهه گذشته این حوزه چند رشتهای توانسته است جایگاه ویژه ای را در بخش تحقیقات و صنعت در زمینههای مختلف علوم مهندسی و پزشكی به خود اختصاص دهد. اساس نانوفناوری كار در این سطوح برای ایجاد ساختارهای بزرگتر و سازماندهی مولكولی جدید است. این نانوساختارها كه از كوچكترین بلوكهای ساختمانی شناخته شده، ساخته میشوند و كوچكترین اشیاء ساخت دست بشر بوده است و دارای خصوصیات و رفتار فیزیكی، شیمیایی و زیستی جدیدی هستند. هدف نانوتکنولوژی آگاهی و بهره گیری از این خصوصیات و استفاده موثر از آنهاست. هم اكنون كنترل خصوصیات اجسام نانو مقیاس، دارای نقش مهمی در شاخه های مختلف همچون: فیزیك، شیمی علم مواد، زیست شناسی، پزشكی، مهندسی هستهای و شبیه سازی كامپیوتری است. ثابت شده است نانولولههای كربنی ده برابر مقاومتر و مستحكمتر از فولاد بوده در حالیكه وزن آن یك ششم فولاد میباشد همچنین با نانو ذرات میتوان سلولهای سرطانی را مورد هدف قرار داد و آنها را از بین برد. سیستمهای با مقیاس نانو این توانایی را دارند كه مسافرتهای مافوق صوت را كم هزینه تر و بازده كامپیوترها را میلیونها برابر افزایش دهند. لذا محققین برای تولید محصولات مبتنی بر مقیاس نانومتری بهدنبال روشهای سیتماتیك میروند. اساس همه مواد و سیستمهای طبیعی برپایه مقیاس نانومتری است. كنترل و تغییرات مواد در سطوح مولكولی به این معنی است كه میتوان با تعیین خصوصیات جدید برای مواد در این مقیاس، تولید تمام اشیاء ساخت بشر را از خودروها، تایرها، مدارات كامپیوتری گرفته تا داروها و جایگزینی بافتها را تحت تاثیر قرارداد و باعث اختراع و ایجاد اشیاء جدید شد. نانو فناوری در قرن بیست و یكم شاخهای استراتژیك از علوم و مهندسی خواهد بود كه فناوریهای مورد استفاده كنونی در ساخت وتولید بسیاری از محصولات را در شاخههای مختلف از نو پیریزی خواهد كرد و در تمام زوایا و بخشهای مختلف اقتصادی، فرهنگی، اجتماعی، سیاسی، نظامی و... نفوذ میکند و زندگی انسان را به طور گسترده تحت الشعاع قرار خواهد داد. چراكه علم به مقیاس نانو، افق فردا را ترسیم خواهد كرد. با عنایت به موارد فوق میتوان به کاربردهای نانو بر اساس تقسمبندی زیر اشاره کرد: 1-2-1. صنایع هوانوردی و اتوماسیون: مواد تقویت شده با نانو ذرات برای بدنههای سبكتر، تایرهای تقویت شده با نانوذرهها با فرسایش كمتر و قابلیت بازیافت، نقاشیهای خارجی كه نیاز به شستشو ندارند، پلاستیكهای غیرقابل اشتعال و ارزان قیمت و همچنین سیستمهای الكترونیكی برای كنترل. سیستم های ضبط چند رسانهای با استفاده از نانو لایهها، صفحههای نمایش مسطح، فناوری سیستمهای بیسیم، افزایش هزاران برابری در ظرفیت و سرعت پردازش دادهها با قیمت پائین تر و بازدهی بیشتر. كاتالیزورهایی كه بازده انرژی واكنشهای شیمیایی را بالا برده و بازده عمل احتراق را در وسایط نقلیه بهبود میبخشد (آلودگی كمتر) ، دریل و ابزارهای برش بسیار سخت و غیرشكننده و همچنین سیالهای مغناطیسی هوشمند. |
برچسب های مهم