فی لوو

مرجع دانلود فایل ,تحقیق , پروژه , پایان نامه , فایل فلش گوشی

فی لوو

مرجع دانلود فایل ,تحقیق , پروژه , پایان نامه , فایل فلش گوشی

پایان نامه ارشد رشته جغرافیا نقش سد شیرین دره در توسعه کشاورزی دهستان اترک

اختصاصی از فی لوو پایان نامه ارشد رشته جغرافیا نقش سد شیرین دره در توسعه کشاورزی دهستان اترک دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

پایان نامه ارشد رشته جغرافیا نقش سد شیرین دره در توسعه کشاورزی دهستان اترک


پایان نامه ارشد رشته جغرافیا نقش سد شیرین دره در توسعه کشاورزی دهستان اترک

دانلود پایان نامه ارشد رشته جغرافیا نقش سد شیرین دره در توسعه کشاورزی دهستان اترک با فرمت ورد و قابل ویرایش تعداد صفحات 220

دانلود پایان نامه آماده

چکیده:

پژوهش حاضر با عنوان نقش سد شیرین دره در توسعه کشاورزی دهستان اترک از بخش مانه شهرستان مانه و سملقان در استان خراسان شمالی می‌باشد. این دهستان در شمال شرقی دهستان واقع شده است و از شمال به بخش راز و جرگلان و دهستان شیرین سو، از مشرق به شهرستان بجنورد، از جنوب به دهستان حومه و شهر آشخانه و از غرب به بخش مرکزی شهرستان مانه و سملقان محدود است.

طبق آمار 1385 جمعیت این دهستان 18698 نفر بوده و مساحت آن 5/14500 کیلومتر مربع وسعت دارد و دارای 44 آبادی می‌باشد.

بر اساس مطالعات انجام شده، کشاورزی مهمترین بخش فعالیت‌های اقتصادی است و منابع درآمد بیشتر مردم، از این طریق می‌باشد. بنابراین رساله حاضر به بررسی تأثیر سد در تأمین آب مورد نیاز کشاورزی منطقه مورد مطالعه پرداخته و نتایج بدست آمده حاکی از آن است که تأمین آب مورد نیاز کشاورزی منطقه بر رضایت مندی مردم از زندگی در روستا، افزایش درآمد روستاییان، افزایش سطح زیر کشت، تأثیر مثبت داشته و تا حدودی نیز از مهاجرت‌های بی رویه کاسته شده است، اما توسعه کشاورزی به تنهایی نمی‌تواند پاسخگوی اقتصاد جامعه روستایی باشد بلکه باید بخش‌های صنعت و خدمات نیز در روستاها توسعه یابد تا موجبات بهبود زندگی و رفاه اجتماعی روستاییان را فراهم آورده و از مهاجرت آنها به شهرها جلوگیری شود.

واژگان کلیدی: توسعه، کشاورزی، سد

«فهرست مطالب»
عنوان    صفحه

چکیده    1
1-فصل اول – کلیات تحقیق
مقدمه    2
1-1- بیان مسئله    2
1-2- پیشینه تحقیق    2
1-3- فرضیات تحقیق    4
1-4- اهمیت موضوع تحقیق    5
1-5- اهداف تحقیق    5
1-6- روش تخقیق    7
1-7- مشکلات    9
منابع    10
فصل دوم: مباحث نظری توسعه روستایی
مقدمه    14
2-1- تعاریف و مفاهیم روستا    14
2-2- مفاهیم و تعاریف توسعه    15
2-3- تفاوت رشد و توسعه    16
2-4- توسعه روستایی    17
2-5- اهداف توسعه روستایی    18
2-6- برنامه ریزی توسعه روستایی    19
2-7- کشاورزی و ضرورت توسعه آن    20
2-8- نظریه‌های توسعه روستایی    21
2-8-1- نظریه صنعتی کردن روستاها    21
2-8-2- ناحیه اگروپلیتین    22
2-8-3- نظریه توسعه همه جانبه روستایی (مکتب رهووت)    22
2-9- موانع توسعه روستایی    23
منابع    24
فصل سوم: جغرافیای طبیعی
مفدمه    29
3-1- موقعیت و وسعت جغرافیایی مانه و سملقان    30
3-1-1-موقعیت جغرفیایی، حدود و وسعت دهستان    32
3-2- توپوگرافی منطقه مورد مطالعه    34
3-3- زمین شناسی    36
3-4- ژئومورفولوژی دهستان    39
3-5- آب و هوای دهستان اترک    40
3-5-1- درجه حرارت (دما)    40
3-5-2- میانگین حداقل و حداکثر دما    41
3-5-3- بارندگی    45
3-5-4- توزیع فصلی بارش    47
3-5-5- نم نسبی    49
3-5-6- تبخیر و تعرق    50
3-5-7- یخبندان    52
3-6- طبقه بندی اقلیمی منطقه مورد مطالعه    54
3-6-1- روش دومارتن    54
3-6-2- روش آمبرژه    56
3-6-3-آمبروترمیک    58
3-6-4- هایتروگراف    60
3-6- منابع آب    62
3-6-1- منابع آب‌های سطحی    62
3-6-2- منابع آب‌های زیرزمینی    63
3-7- خاک‌شناسی دهستان    64
3-8- پوشش گیاهی    66
منابع    69
فصل چهارم: ویژگی‌های جمعیتی دهستان اترک
مقدمه    74
4-1- تعداد و توزیع جمعیت    75
4-2- تراکم جمعیت    77
4-2-1- تراکم نسبی    77
4-2-2- تراکم بیولوژیک    78
4-3- ترکیب جمعیت    80
الف- ترکیب جنسی جمعیت    80
ب- ترکیب سنی جمعیت    82
4-4- سواد    88
4-5- فعالیت و اشتغال جمعیت    89
4-6- حرکات جمعیت    90
4-6-1- ولادت    90
4-6-2- مرگ و میر    91
4-6-3- مهاجرت    94
4-7- بررسی تحولات جمعیتی    95
الف- نرخ رشد طبیعی    95
4-8- برآورد و آینده نگری جمعیت    96
منابع    97
فصل پنجم: ویژگی‌های اقتصادی دهستان اترک
مقدمه    100
5-1- کشاورزی    100
5-2- انواع مالکیت اراضی کشاورزی    101
5-2-1- مالکیت خصوصی    102
5-2-2- مالکیت دولتی    102
5-2-3- مالکیت وقفی    102
5-3- منابع تأمین آب کشاورزی    102
5-3-1- آب‌های سطحی    103
5-3-2- چشمه‌ها    103
5-3-3- چاه‌ها    103
5-4- روش‌های آبیاری    103
الف- آبیاری کرتی    104
ب- آبیاری نشتی    104
5-5- زراعت    104
5-5-1- گندم    105
5-5-2- جو    110
5-5-3- برنج    114
5-5-4- گیاهان صنعتی    115
5-5-4-1- پنبه    115
5-5-4-2- چغندر قند    117
5-5-5- هندوانه    119
5-6- درآمد حاصل از زراعت    122
5-7- باغداری    124
5-8- دامداری و دامپروری در دهستان اترک    124
5-9- صنعت    129
5-10- خدمات    129
منابع    134
فصل ششم: امکانات خدماتی دهستان اترک
مقدمه    138
6-1- امکانات آموزشی    138
6-2- امکانات بهداشتی و درمانی    139
6-3- خدمات زیربنایی    141
6-3-1- آب‌رسانی    141
6-3-2- برق‌رسانی    141
6-3-3- راه‌های ارتباطی    142
منابع    147
فصل هفتم: سد شیرین دره و نقش آن در توسعه کشاورزی دهستان اترک
مقدمه    150
7-1- تاریخچه سد شیرین دره    150
7-2- موقعیت جغرافیایی سد شیرین دره    150
7-3- سطح حوزه آبریز سد    151
7-4- مساحت منطقه    151
7-5- اهداف سد    151
7-6- مشخصات سد و سرریز    151
7-6-1- مشخصات مخزن    152
7-6-2- مشخصات سیستم انحراف    152
7-6-3- احجام عمده عملیات اجرایی سد    152
7-6-4- مشخصات آبگیرها    152
7-6-5- هزینه اجرایی سد    153
7-7- نقش سد شیرین دره در توسعه کشاورزی منطقه مورد مطالعه    155
7-7-1- تغییر در نوع محصولات زراعی قبل و بعد از احداث سد در روستاهای نمونه    155
7-7-2- تغییر در سطح زیر کشت و میزان محصولات زراعی قبل و بعد از احداث سد در روستاهای نمونه    161
7-7-3- تغییر در وضعیت اشتغال روستائیان قبل از احداث سد    162
7-7-4- تغییر در میزان درآمد روستائیان قبل و بعد از احداث سد در روستاهای نمونه    168
7-7-5- تغییر در میزان مهاجرت روستائیان قبل و بعد از احداث سد در روستاهای نمونه    170
7-7-6- تأثیر احداث سد در میزان رضایتمندی روستائیان از زندگی در روستاهای نمونه    171
منابع    174
فصل هشتم: یافته‌های تحقیق، آزمون فرضیه‌ها و ارائه راهبردها
8-1- توصیف آماری یافته‌های پرسشنامه    176
8-2- آزمون فرضیه‌ها    189
8-2-1- فرضیه اول    189
8-2-2- فرضیه دوم    190
8-3- ارائه راهبردها    191
منابع و مأخذ    195
 
«فهرست جداول»
عنوان    صفحه

جدول شماره (3-1) تقسیمات کشوری مانه و سملقان    30
جدول شماره (3-2) نام و مختصات آبادی‌های دهستان اترک    31
جدول شماره (3-3) تغییرات دما در سال‌های 1386-1356    43
جدول شماره (3-4) میانگین بارندگی ماهانه در ایستگاه سینوپتیک بجنورد 1386-1356    45
جدول شماره (3-5) توزیع فصلی بارش در ایستگاه سینوپتیک بجنورد 136-1356    47
جدول شماره (3-6) میزان رطوبت در دهستان اترک    49
جدول شماره (3-7) میزان تبخیر در ایستگاه سینوپتیک بجنورد    50
جدول شماره (3-8) تعداد روزهای یخبندان در ایستگاه سینوپتیک بجنورد    52
جدول شماره (3-9) مشخص کننده تیپ اقلیم بر اساس روش دمارتن    54
جدول شماره (3-10) ارتفاع و دبی رودخانه اترک    63
جدول شماره (3-11) پوشش گیاهی شهرستان مانه و سملقان 1385    67
جدول شماره (4-1) تحولات جمعیتی دهستان اترک    76
جدول شماره (4-2) تحولات جمعیتی و تعداد خانوار در روستاهای نمونه    76
جدول شماره (4-3) تراکم نسبی دهستان اترک    77
جدول شماره (4-4) تراکم بیولوژیک در روستاهای نمونه    79
جدول شماره (4-5) نسبت جنسی در روستاهای نمونه    81
جدول شماره (4-6) تعداد و درصد گروه‌های عمده سنی در روستاهای نمونه    82
جدول شماره (4-7) توزیع جمعیت روستاهای نمونه به تفکیک گروه‌های سنی و جنسی    83
جدول شماره (4-8) درصد باسوادی در روستاهای نمونه دهستان اترک    89
جدول شماره (4-9) تعداد شاغلین روستاهای نمونه در دهستان نمونه    90
جدول شماره (4-10) میزان موالید در روستاهای نمونه دهستان اترک    91
جدول شماره (4-11) میزان مرگ و میر در روستاهای نمونه دهستان اترک    92
جدول شماره (4-12) میزان ولادت و مرگ و میر روستاهای نمونه در دهستان اترک    92
جدول شماره (4-13) محاسبه نرخ رشد طبیعی جمعیت در روستاهای نمونه    93
جدول شماره (4-14) میزان مهاجرت در روستاهای نمونه    95
جدول شماره (4-15) آینده نگری جمعیت در روستاهای نمونه دهستان اترک    96
جدول شماره (5-1) نمایش سطح زیر کشت، راندمان تولید و درآمد حاصل از مخصول گندم در روستای چوپلی تپه    106
جدول شماره (5-2) نمایش سطح زیر کشت، راندمان تولید و درآمد حاصل از مخصول گندم در روستای عشق آباد    107
جدول شماره (5-3) نمایش سطح زیر کشت، راندمان تولید و درآمد حاصل از مخصول گندم در روستای کیکانلو    108
جدول شماره (5-4) نمایش سطح زیر کشت، راندمان تولید و درآمد حاصل از مخصول گندم در روستای محمد آباد    109
جدول شماره (5-5) نمایش سطح زیر کشت، راندمان تولید و درآمد حاصل از مخصول جو در روستای چوپلی تپه    110
جدول شماره (5-6) نمایش سطح زیر کشت، راندمان تولید و درآمد حاصل از مخصول جو در روستای عشق آباد    111
جدول شماره (5-7) نمایش سطح زیر کشت، راندمان تولید و درآمد حاصل از مخصول جو در روستای کیکانلو    112
جدول شماره (5-8) نمایش سطح زیر کشت، راندمان تولید و درآمد حاصل از مخصول جو در روستای محمد آباد    113
جدول شماره (5-9) نمایش سطح زیر کشت، راندمان تولید و درآمد حاصل از مخصول برنج در روستاهای نمونه    114
جدول شماره (5-10) نمایش سطح زیر کشت، راندمان تولید و درآمد حاصل از مخصول پنبه در روستاهای نمونه    116
جدول شماره (5-11) نمایش سطح زیر کشت، راندمان تولید و درآمد حاصل از مخصول چغندر قند در روستاهای نمونه    118
جدول شماره (5-12) نمایش سطح زیر کشت، راندمان تولید و درآمد حاصل از مخصول کلزا در روستاهای نمونه    118
جدول شماره (5-13) نمایش سطح زیر کشت، راندمان تولید و درآمد حاصل از مخصول ذرت علوفه‌ای در روستای کیکانلو    119
جدول شماره (5-14) نمایش سطح زیر کشت، راندمان تولید و درآمد حاصل از مخصول هندوانه در روستاهای نمونه (عشق آباد، کیکانلو، محمد آباد)    120
جدول شماره (5-15) نمایش سطح زیر کشت، راندمان تولید و درآمد حاصل از مخصول هندوانه تخمی در روستای چوپلی تپه    121
جدول شماره (5-16) درآمد حاصل از زراعت و سهم هر خانوار قبل و بعد از احداث سد    122
جدول شماره (5-17) بررسی تعداد و هزینه و درآمد دامها (گوسفند و بز) در روستاهای نمونه    125
جدول شماره (5-18) درآمد و سهم هر خانوار از پرورش گوسفند و بز    125
جدول شماره (5-19) بررسی تعداد و هزینه و درآمد گاو وگوساله در روستاهای نمونه    126
جدول شماره (5-20)درآمد و سهم هر خانوار از پرورش گاو و گوساله    126
جدول ( 5-21 ) درآمد خالص از دامداری و سهم هر خانواده    127
جدول شماره (5-22)فعالیت صنعتی و درآمد آن در روستای محمد آباد    129
جدول شماره (5-23)فعالیت‌های خدماتی و درآمد آنها در روستاهای نمونه    130
جدول شماره (5-24)بررسی سهم خانوار از بخش خدماتی    130
جدول شماره (5-25)ارزیابی بخش‌های مختلف اقتصاد در روستاهای نمونه    131
جدول شماره (6-1)مرکز بهداشتی درمانی و خانه‌های بهداشت دهستان اترک    140
جدول شماره ( 6-2 )توزیع انواع خدمات در روستاهای دهستان اترک1386    141
جدول شماره  (7-1) مشخصات عمومی‌سد    154
جدول (7-2) نوع محصولات کشت شده و سطح زیر کشت قبل از احداث سد-چوپلی تپه    155
جدول (7-2) محصولات کشت شده و سطح زیر کشت بعد از احداث سد- چوپلی تپه    155
جدول (7-3) نوع محصولات کشت شده و سطح زیر کشت قبل از احداث سد-عشق آباد    156
جدول (7-3) محصولات کشت شده و سطح زیر کشت بعد از احداث سد-عشق آباد    156
جدول (7-4) نوع محصولات کشت شده و سطح زیر کشت قبل از احداث سد روستای کیکانلو    157
جدول (7-4) نوع محصولات کشت شده و سطح زیر کشت بعد از احداث سد روستای کیکانلو    157
جدول (7-5) نوع محصولات کشت شده و سطح زیر کشت قبل از احداث سدروستای محمدآباد    158
جدول (7-5) محصولات کشت شده و سطح زیر کشت بعد از احداث سد-محمد آباد    158
جدول شماره (7-6):توزیع فراوانی نوع محصولات کشت شده قبل از احداث سد    159
جدول شماره (7-7):توزیع فراوانی نوع محصولات کشت شده بعد از احداث سد    160
جدول شماره (7-8) توزیع فراوانی میزان تولید محصولات زراعی نسبت به قبل احداث سد    162
جدول شماره (7-9) توزیع فراوانی پاسخگویان بر حسب متغیر وضعیت اشتغال قبل از احداث سد    163
جدول شماره(7-10) توزیع فراوانی وضعیت اشتغال بعد از احداث سد    164
جدول شماره (7-11) توزیع فراوانی پاسخگویان بر حسب نوع شغلی تأمین کننده عمده درآمد     165
جدول شماره (7-12) توزیع فراوانی پاسخگویان بر حسب منبع عمده تأمین درآمد بعد احداث سد    166
جدول (7-13) توزیع فراوانی پاسخگویان بر حسب متغیر تعداد ماه‌های اشتغال به کار    167
جدول شماره (7-14) توزیع فراوانی پاسخگویان بر حسب متغیر تغییردرآمد هر خانوار نسبت به قبل از احداث سد    168
جدول شماره(7-15) توزیع فراوانی پاسخگویان بر حسب متغیر چگونگی مهاجرت در روستا
بعد احداث سد    170
جدول شماره (7-16) توزیع فراوانی پاسخگویان بر حسب میزان رضایت مردم از ماندگاری در روستا بعد از احداث سد    171
جدول شماره (7-17) توزیع فراوانی پاسخگویان بر حسب متغیر زندگی در روستا
قبل یا بعد احداث سد    172
جدول شماره (8-1) جدول توزیع فراوانی پاسخگویان به تفکیک روستا    176
جدول شماره (8-2) توزیع فراوانی پاسخگویان بر حسب جنسیت    177
جدول شماره (8-3) توزیع فراوانی پاسخگویان بر حسب سن    178
جدول شماره (8 - 4) توزیع فراوانی پاسخگویان بر حسب متغیر وضعیت اشتغال قبل احداث سد    179
جدول شماره (8-5) توزیع فراوانی وضعیت اشتغال بعد از احداث سد    180
جدول شماره (8-6) توزیع فراوانی پاسخگویان بر حسب نوع شغلی تأمین کننده عمده درآمد    181
جدول شماره  ( 8-7) توزیع فراوانی پاسخگویان برحسب منبع عمده تأمین درآمد بعد احداث سد    182
جدول شماره(8-8) توزیع فراوانی پاسخگویان برحسب متغیر تعداد ماه‌های اشتغال به کار    183
جدول شماره (8-9) توزیع فراوانی میزان تولید محصولات زراعی نسبت به قبل احداث سد    184
جدول شماره (8-10) توزیع فراوانی پاسخگویان برحسب متغیر زندگی در روستا
قبل یا بعد احداث سد    185
جدول شماره (8-11) توزیع فراوانی پاسخگویان بر حسب متغیر تغییر درآمد خانوار نسبت به
قبل احداث سد    186
جدول شماره (8-12) توزیع فراوانی پاسخگویان برحسب متغیر چگونگی مهاجرت در روستا
بعد احداث سد    187
جدول شماره (8-13) توزیع فراوانی پاسخگویان بر حسب میزان رضایت مردم از ماندگاری در روستا
بعد احداث سد    188
جدول شماره(8-14) آزمون فرضیه مقایسه میزان درآمد قبل و بعد احداث سد    189
جدول شماره (8-15) آزمون  یودمان ویتنی برای مقایسه میزان درآمد روستائیان قبل و بعد احداث سد شیرین دره    190
جدول (8-15) آزمون آماری – (دو نمونه جفت شده)    190
جدول شماره (8-16)    191
جدول شماره (8-17) مشخصات کلی تعاونی های تشکیل شده در محدوده پایاب سد شیرین دره    194

 
«فهرست نمودار»
عنوان    صفحه

نمودار شماره (3-1) میانگین حداکثر، حداقل و متوسط دما در ایستگاه سینوپتیک بجنورد    44
نمودار شماره (3-2) میانگین بارندگی ماهانه در ایستگاه سینوپتیک بجنورد    46
نمودار شماره (3-3) توزیع فصلی بارش در ایستگاه سینوپتیک بجنورد    48
نمودار شماره (3-4) میانگین تبخیر در ایستگاه سینوپتیک بجنورد    51
نمودار شماره (3-5) میانگین یخبندان در ایستگاه سینوپتیک بجنورد    53
نمودار شماره (3-6) وضعیت اقلیمی منطقه در اقلیم نمای دومارتن    55
نمودار شماره (3-7) طبقه بندی اقلیمی محدوده مورد مطالعه در کلیماگرام آمبرژه    57
نمودار شماره (3-8) آمبروترمیک ایستگاه سینوپتیک بجنورد    59
نمودار شماره (3-9) هایتروگراف ایستگاه سینوپتیک بجنورد    61
نمودار شماره (4-1) تراکم بیولوژیک در روستاهای نمونه    79
نمودار شماره (4-2) نسبت جنسی در روستاهای نمونه    81
نمودار شماره (4-3) هرم سنی و جنسی جمعیت روستای محمد آباد    84
نمودار شماره (4-4) هرم سنی و جنسی جمعیت روستای کیکانلو    85
نمودار شماره (4-5) هرم سنی و جنسی جمعیت روستای عشق آباد    86
نمودار شماره (4-6) هرم سنی و جنسی جمعیت روستای چوپلی تپه    87
نمودار (5-1) درآمد حاصل از زراعت و سهم هر خانوار قبل از احداث سد    123
نمودار (5-2) درآمد حاصل از زراعت و سهم هر خانوار بعد از احداث سد    123
نمودار شماره(5-3) درآمد حاصل از دامداری سهم هر خانوار قبل از احداث    128
نمودار شماره(5-4) درآمد حاصل از دامداری سهم هر خانوار بعد از احداث    128
نمودار شماره (5-5)درآمد کل حاصل از سه بخش کشاورزی، صنعت و خدمات در روستاهای نمونه    131
نمودار شماره (7-1) مقایسه درصد فراوانی نوع محصولات کشت شده قبل سد    159
نمودار شماره (7-1) مقایسه درصد فراوانی نوع محصولات کشت شده قبل سد    160
نمودار شماره (7-3) مقایسه در فراوانی تولید محصولات زراعی نسبت به قبل از احداث سد    162
نمودار شماره (7-4) مقایسه درصد فراوانی بر حسب وضعیت شتغال قبل از احداث سد     163
نمودار شماره (7-5) مقایسه درصد فراوانی بر حسب وضعیت اشتغال بعد  از احداث سد    164
نمودار شماره (7-6) مقایسه درصد فراوانی نوع شغل که بخش عمده درآمد را تأمین میکند
قبل از احداث سد    165
نمودار شماره (7-7) مقایسه در صد فراوانی نوع شغل خانواد بعد از احداث سد    166
نمودار شماره (7-8) مقایسه درصد فراونی پاسخگویان بر حسب تعداد ماه‌های اشتغال به کار    167
نمودار شماره (7-9) مقایسه درصد فراوانی تغییر درآمد خانوار نسبت به قبل احداث سد    169
نمودار شماره (7-10) مقایسه درصد فراوانی مهاجرت در روستا بعد از احداث سد    170
نمودار شماره (7-11) مقایسه درصد فراوانی پاسخگویان بر حسب میزان رضایتمندی و ماندگاری در روستا بعداز احداث سد    172
نمودار شماره  (7-12) مقایسه درصد فراوانی پاسخگویان بر حسب زندگی در روستا
قبل یا بعد از احداث سد    173
نمودار شماره (8 – 1): مقایسه درصد فراوانی پاسخگویان به تفکیک روستا    176
نمودار شماهر (8-2) مقایسه درصد فراوانی پاسخگویان به تفکیک جنسیت    177
نمودار شماره (8-3) مقایسه درصد فراوانی پاسخگویان بر حسب سن    178
نمودار شماره (8-4) مقایسه درصد فراوانی بر حسب وضعیت اشتغال قبل از احداث سد    179
نمودار (8-5) مقایسه درصد فراوانی وضعیت اشتغال بعد از احداث سد    180
نمودار شماره (8-6) مقایسه درصد فراوانی نوع شغل که بخش عمده درآمد را تأمین می‌کند
قبل از احداث سد        181
نمودار شماره (8-7) مقایسه درصد فراوانی نوع شغل خانوار بعد از احداث سد    182
نمودار شماره  (8-8) مقایسه درصد فراوانی پاسخگویی برحسب تعداد ماه‌های اشتغال به کار    183
نمودار شماره  (8-9) مقایسه درصد فراوانی تولید محصولات زراعی نسبت به قبل از احداث سد    184
نمودار شماره  (8-10) مقایسه درصد فراوانی پاسخگویان برحسب زندگی در روستا
قبل یا بعد احداث سد    185
نمودار شماره  (8-11) مقایسه درصد فراوانی تغییر درآمد خانوار نسبت به قبل احداث سد    186
نمودار شماره  (8-12) مقایسه درصد فراوانی مهاجرت در روستا بعد از احداث سد    187
نمودار شماره (8-12) مقایسه درصد فراوانی پاسخگویان برحسب میزان رضایتمندی و ماندگاری
در روستا بعد از احداث سد    188





 
«فهرست نقشه‌ها»
عنوان    صفحه

نقشه شماره (3-1) موقعیت دهستان اترک در شهرستان مانه و سملقان    33
نقشه شماره (3-2) سطوح ارتفاعی دهستان اترک در شهرستان مانه و سملقان    35
نقشه شماره (3-3) زمین شناسی دهستان اترک در شهرستان مانه و سملقان    38
نقشه شماره (8-1) مسیر شبکه آبیاری و روستاهای تحت پوشش سد شیرین دره    195
 
«فهرست تصاویر»
عنوان    صفحه

تصویر شماره (5-1) مزرعه پنبه در روستای عشق آباد    132
تصویر شماره (5-2) مزرعه برنج در روستای محمد آباد    132
تصویر شماره (5-3) مزرعه کلزا در روستای کیکانلو    133
تصویر شماره (6-1) خدمات روستایی در روستای محمد آباد    145
تصویر شماره (6-2) اجرای طرح هادی در روستای کیکانل

دانلود با لینک مستقیم


پایان نامه ارشد رشته جغرافیا نقش سد شیرین دره در توسعه کشاورزی دهستان اترک

پایان نامه ارشد رشته مکانیک مدلسازی و آنالیز خواص مکانیکی نانولوله های کربنی

اختصاصی از فی لوو پایان نامه ارشد رشته مکانیک مدلسازی و آنالیز خواص مکانیکی نانولوله های کربنی دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

پایان نامه ارشد رشته مکانیک مدلسازی و آنالیز خواص مکانیکی نانولوله های کربنی


پایان نامه ارشد رشته مکانیک مدلسازی و آنالیز خواص مکانیکی نانولوله های کربنی

دانلود پایان نامه ارشد رشته مکانیک مدلسازی و آنالیز خواص مکانیکی نانولوله های کربنی با فرمت ورد و قابل ویرایش تعداد صفحات 240

دانلود پایان نامه آماده

چکیده

 از آنجائیکه شرکت های بزرگ در رشته نانو فناوری مشغول فعالیت هستند و رقابت بر سر عرصه محصولات جدید شدید است و در بازار رقابت، قیمت تمام شده محصول، یک عامل عمده در موفقیت آن به شمار می رود، لذا ارائه یک مدل مناسب که رفتار نانولوله های کربن را با دقت قابل قبولی نشان دهد و همچنین استفاده از آن توجیه اقتصادی داشته باشد نیز یک عامل بسیار مهم است. به طور کلی دو دیدگاه برای بررسی رفتار نانولوله های کربنی وجود دارد، دیدگاه دینامیک مولکولی و محیط پیوسته. دینامیک مولکولی با وجود دقت بالا، هزینه های بالای محاسباتی داشته و محدود به مدل های کوچک می باشد. لذا مدل های دیگری که حجم محاسباتی کمتر و توانایی شبیه سازی سیستمهای بزرگتر را با دقت مناسب داشته باشند بیشتر توسعه یافته اند.پیش از این بر اساس تحلیل های دینامیک مولکولی و اندرکنش های بین اتم ها، مدلهای محیط پیوسته، نظیر مدلهای خرپایی، مدلهای فنری، قاب فضایی، بمنظور مدلسازی نانولوله ها، معرفی شده اند. این مدلها، بدلیل فرضیاتی که برای ساده سازی در استفاده از آنها لحاظ شده اند، قادر نیستند رفتار شبکه کربنی در نانولوله های کربنی را بطور کامل پوشش دهند.

 

مقدمه

نانو فناوری عبارت ازآفرینش مواد، قطعات و سیستم های مفید با کنترل آنها در مقیاس طولی نانو متر و بهره برداری از خصوصیات و پدیده های جدید حاصله در آن مقیاس می باشد. به عبارت دیگر فناوری نانو، ایجاد چیدمانی دلخواه از اتم ها و مولکول ها و تولید مواد جدید با خواص مطلوب است. فناوری نانو، نقطه تلاقی اصول مهندسی، فیزیک، زیست شناسی، پزشکی و شیمی است و به عنوان ابزاری برای کاربرد این علوم و غنی سازی آنها در جهت ساخت عناصر کاملاً جدید عمل می کند.از لحاظ ابعادی، یک نانو متر اندازه ای برابر 9-10 متر است (شکل 1-1) . این اندازه تقریباً چهار برابر قطر یک اتم منفرد می باشد.

 

فهرست مطالب
عنوان                                                                                                             صفحه

فهرست علائم    ر
فهرست جداول    ز
فهرست اشکال    س

چکیده    1

فصل اول    
مقدمه نانو    3
1-1 مقدمه    4
   1-1-1 فناوری نانو    4
1-2 معرفی نانولوله‌های کربنی    5
   1-2-1 ساختار نانو لوله‌های کربنی    5
   1-2-2 کشف نانولوله    7
1-3 تاریخچه    10

فصل دوم    
خواص و کاربردهای نانو لوله های کربنی    14
2-1 مقدمه    15
2-2 انواع نانولوله‌های کربنی    16
   2-2-1 نانولوله‌ی کربنی تک دیواره (SWCNT)    16
   2-2-2 نانولوله‌ی کربنی چند دیواره (MWNT)    19
2-3 مشخصات ساختاری نانو لوله های کربنی    21
   2-3-1 ساختار یک نانو لوله تک دیواره    21
   2-3-2 طول پیوند و قطر نانو لوله کربنی تک دیواره    24
2-4 خواص نانو لوله های کربنی    25
   2-4-1 خواص مکانیکی و رفتار نانو لوله های کربن    29
       2-4-1-1 مدول الاستیسیته    29
       2-4-1-2 تغییر شکل نانو لوله ها تحت فشار هیدرواستاتیک    33
       2-4-1-3 تغییر شکل پلاستیک و تسلیم نانو لوله ها    36
2-5 کاربردهای نانو فناوری    39
   2-5-1 کاربردهای نانولوله‌های کربنی    40
       2-5-1-1 کاربرد در ساختار مواد    41
       2-5-1-2 کاربردهای الکتریکی و مغناطیسی    43
       2-5-1-3 کاربردهای شیمیایی    46
       2-5-1-4 کاربردهای مکانیکی    47

فصل سوم    
روش های سنتز نانو لوله های کربنی     55
3-1 فرایندهای تولید نانولوله های کربنی    56
   3-1-1 تخلیه از قوس الکتریکی    56
   3-1-2 تبخیر/ سایش لیزری    58
   3-1-3 رسوب دهی شیمیایی بخار به کمک حرارت(CVD)    59
   3-1-4 رسوب دهی شیمیایی بخار به کمک پلاسما (PECVD )    61
   3-1-5 رشد فاز  بخار    62
   3-1-6 الکترولیز    62
   3-1-7 سنتز شعله    63
   3-1-8 خالص سازی نانولوله های کربنی    63
3-2 تجهیزات    64
   3-2-1 میکروسکوپ های الکترونی    66
   3-2-2 میکروسکوپ الکترونی عبوری (TEM)    67
   3-2-3 میکروسکوپ الکترونی پیمایشی یا پویشی (SEM)    68
   3-2-4 میکروسکوپ های پروب پیمایشگر (SPM)    70
       3-2-4-1 میکروسکوپ های نیروی اتمی (AFM)    70
       3-2-4-2 میکروسکوپ های تونل زنی پیمایشگر (STM)    71

فصل چهارم    
شبیه سازی خواص و رفتار نانو لوله های کربنی بوسیله روش های پیوسته    73
4-1 مقدمه    74
4-2 مواد در مقیاس نانو    75
   4-2-1 مواد محاسباتی    75
   4-2-2 مواد نانوساختار    76
4-3 مبانی تئوری تحلیل مواد در مقیاس نانو    77
   4-3-1 چارچوب های تئوری در تحلیل مواد    77
       4-3-1-1 چارچوب محیط پیوسته در تحلیل مواد    77
4-4 روش های شبیه سازی    79
   4-4-1 روش دینامیک مولکولی    79
   4-4-2 روش مونت کارلو    80
   4-4-3 روش محیط پیوسته    80
   4-4-4 مکانیک میکرو    81
   4-4-5 روش المان محدود (FEM)    81
   4-4-6 محیط پیوسته مؤثر    81
4-5 روش های مدلسازی نانو لوله های کربنی    83
   4-5-1 مدلهای مولکولی    83
       4-5-1-1 مدل مکانیک مولکولی ( دینامیک مولکولی)    83
       4-5-1-2 روش اب انیشو    86
       4-5-1-3 روش تایت باندینگ    86
       4-5-1-4 محدودیت های مدل های مولکولی    87
   4-5-2 مدل محیط پیوسته در مدلسازی نانولوله ها    87
       4-5-2-1 مدل یاکوبسون    88
       4-5-2-2 مدل کوشی بورن    89
       4-5-2-3 مدل خرپایی    89
       4-5-2-4 مدل  قاب فضایی    92
4-6 محدوده کاربرد مدل محیط پیوسته    95
   4-6-1 کاربرد مدل پوسته پیوسته    97
   4-6-2 اثرات سازه نانولوله بر روی تغییر شکل    97
   4-6-3 اثرات ضخامت تخمینی بر کمانش نانولوله    98
   4-6-4 اثرات ضخامت تخمینی بر کمانش نانولوله    99
   4-6-5 محدودیتهای مدل پوسته پیوسته    99
       4-6-5-1 محدودیت تعاریف در پوسته پیوسته    99
       4-6-5-2 محدودیت های تئوری کلاسیک محیط پیوسته    99
   4-6-6 کاربرد مدل تیر پیوسته      100

فصل پنجم    
مدل های تدوین شده برای شبیه سازی رفتار نانو لوله های کربنی     102
5-1 مقدمه    103
5-2 نیرو در دینامیک مولکولی    104
   5-2-1 نیروهای بین اتمی    104
       5-2-1-1 پتانسیلهای جفتی    105
       5-2-1-2 پتانسیلهای چندتایی    109
   5-2-2 میدانهای خارجی نیرو    111
5-3 بررسی مدل های محیط پیوسته گذشته    111
5-4 ارائه مدل های تدوین شده برای شبیه سازی نانولوله های کربنی    113
   5-4-1 مدل انرژی- معادل    114
       5-4-1-1 خصوصیات  محوری نانولوله های کربنی تک دیواره    115
       5-4-1-2 خصوصیات  محیطی نانولوله های کربنی تک دیواره    124
   5-4-2 مدل اجزاء محدود بوسیله نرم افزار ANSYS    131
       5-4-2-1 تکنیک عددی بر اساس المان محدود    131
       5-4-2-2 ارائه 3 مدل تدوین شده اجزاء محدود توسط نرم افزار ANSYS    141
   5-4-3 مدل اجزاء محدود بوسیله کد عددی تدوین شده توسط نرم افزار MATLAB    155
       5-4-3-1 مقدمه    155
       5-4-3-2 ماتریس الاستیسیته    157
       5-4-3-3 آنالیز خطی و روش اجزاء محدود برپایه جابجائی    158
       5-4-3-4 تعیین و نگاشت المان    158
       5-4-3-5 ماتریس کرنش-جابجائی    161
       5-4-3-6 ماتریس سختی برای یک المان ذوزنقه ای    162
       5-4-3-7 ماتریس سختی برای یک حلقه کربن    163
       5-4-3-8 ماتریس سختی برای یک ورق گرافیتی تک لایه    167
       5-4-3-9 مدل پیوسته به منظور تعیین خواص مکانیکی ورق گرافیتی تک لایه    168

فصل ششم    
نتایج    171
6-1 نتایج حاصل از مدل انرژی-معادل    172
   6-1-1 خصوصیات محوری نانولوله کربنی تک دیواره    173
   6-1-2 خصوصیات محیطی نانولوله کربنی تک دیواره    176
6-2 نتایج حاصل از مدل اجزاء محدود بوسیله نرم افزار ANSYS    181
   6-2-1 نحوه مش بندی المان محدود نانولوله های کربنی تک دیواره در نرم افزار ANSYS و ایجاد ساختار قاب فضایی و مدل سیمی به کمک نرم افزار ]54MATLAB [    182
   6-2-2 اثر ضخامت بر روی مدول الاستیک نانولوله های کربنی تک دیواره    192
6-3 نتایج حاصل از مدل اجزاء محدود بوسیله کد تدوین شده توسط نرم افزار MATLAB    196

فصل هفتم    
نتیجه گیری و پیشنهادات     203
7-1 نتیجه گیری    204
7-2 پیشنهادات    206

فهرست مراجع     207















فهرست علائم
تعریف                                                                                                علائم اختصاری      

SWCNTs : Single-Walled Carbon Nanotubes
MWCNTs : Multi-Walled Carbon Nanotubes
CNTs : Carbon Nano Tubes
MWNTs : Multi-Walled Nano Tubes
FED : Field Emission Devices
TEM : Transmission Electron Microscope
SEM : Scanning Electron Microscopy
CVD : Chemical Vapor Deposition
PECVD : Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition
SPM : Scanning Probe Microscopy
NEMs : Nano Electro Mechanical System
AFM : Atomic Force Microscopy
STM : Scanning Tunnelling Microscopy
FEM : Finite Element Modeling
ASME : American Society of Mechanical Engineers
RVE : Representative Volume Element
SLGS: Single-Layered Grephene Sheet















فهرست جداول
عنوان                                                                                                             صفحه
جدول 4-1: اتفاقات مهم در توسعه مواد در 350 سال گذشته .......................................................................76
جدول 5-1: خصوصیات هندسی و الاستیک المان تیر.................................................................................135
جدول5-2 : پارامترهای اندرکنش واندر والس ...........................................................................................150
جدول6-1: اطلاعات مربوط به مش بندی المان محدود مدل قاب فضایی در نرم افزار ANSYS ...............184
جدول6-2 : مشخصات هندسی نانولوله های کربنی تک دیواره در هر سه مدل ...........................................185
جدول6-3 : داده ها برای مدول یانگ در هر سه مدل توسط نرم افزار ANSYS .......................................186
جدول6-4 : داده ها برای مدول برشی در هر سه مدل توسط نرم افزار ANSYS .......................................187
جدول6-5 : مقایسه نتایج مدول یانگ برای مقادیر مختلف ضخامت گزارش شده .......................................194
جدول 6-6 : مشخصات صفحات گرافیتی مدل شده با آرایش صندلی راحتی .............................................196
جدول 6-7 : مشخصات صفحات گرافیتی مدل شده با آرایش زیگزاگ .....................................................197
جدول 6-8 : مقایسه مقادیر E، G و   به دست آمده از مدل های تدوین شده در این تحقیق با نتایج موجود در منابع ..........................................................................................................................................................202
















فهرست اشکال
عنوان                                                                                                                   صفحه
شکل 1-1 : میکروگراف TEMکه لایه های نانو لوله کربنی چند دیواره را نشان می دهد ...............................4
شکل 1-2 : اشکال متفاوت مواد با پایه کربن ..................................................................................................6
شکل 1-3 : تصویر گرفته شده TEM که فلورن هایی کپسول شده به صورت نانولوله های کربنی تک دیواره را نشان می دهد .................................................................................................................................................7
شکل 1-4 : تصویر TEM  از  نانولوله کربنی دو دیواره که فاصله دو دیواره در عکس TEM  nm 36/0 می باشد ..............................................................................................................................................................8
شکل 1-5 : تصویر TEM گرفته شده  از  نانوپیپاد .........................................................................................8
شکل 2-1 : تصویر نانو لوله های تک دیواره و چند دیواره کشف شده توسط ایجیما در سال 1991................15
شکل 2-2 : انواع نانولوله:  (الف) ورق گرافیتی (ب) نانولوله زیگزاگ (0، 12)  (ج) نانولوله زیگزاگ (6، 6) (د) نانولوله کایرال (2، 10) ..........................................................................................................................17
شکل 2-3 : شبکه شش گوشه ای اتم های کربن ..........................................................................................18
شکل2-4 : تصویر شماتیک شبکه شش گوشه ای ورق گرافیتی، شامل تعریف پارامترهای ساختاری پایه و توصیف اشکال نانولوله های کربنی تک دیواره ............................................................................................19
شکل 2-5 : شکل شماتیک یک نانولوله کربنی چند دیواره MWCNTs ...................................................20
شکل 2-6 : نانو پیپاد ....................................................................................................................................21
شکل 2-7 : شکل شماتیک یک نانو لوله که  از  حلقه ها شش ضلعی کربنی تشکیل شده است .....................22
شکل2-8 : تصویر شماتیک یک حلقه شش ضلعی کربنی و پیوندهای مربوطه...............................................22
شکل 2-9 : تصویر شماتیک شبکه کربن در سلول های شش ضلعی .............................................................23
شکل 2-10: توضیح بردار لوله کردن نانو لوله، بصورت ترکیب خطی  از  بردارهای پایه b , a .....................23
شکل2-11: نمونه های نانولوله های صندلی راحتی، زیگزاگ و کایرال و انتها بسته آنها که مرتبط است با تنوع فلورن ها ......................................................................................................................................................24
شکل 2-12: تصویر سطح مقطع یک نانو لوله ...............................................................................................25
شکل 2-13: مراحل  آزاد سازی نانو لوله کربن ............................................................................................33
شکل 2-14 : مراحل کمانش و تبدیل پیوندها در یک نانو لوله تحت بار فشاری ............................................36
شکل 2-15: نحوه ایجاد و رشد نقایص تحت بار کششی  الف: جریان پلاستیک، ب: شکست ترد (در اثر ایجاد نقایص پنج و هفت ضلعی) ج: گردنی شدن نانو لوله در اثر اعمال بار کششی .................................................38
شکل 2-16: تصویر میکروسکوپ الکترونی پیمایشی SEM اعمال بار کششی بر یک نانو لوله .....................39
شکل 2-17: شکل شماتیک یک نانولوله کربنی به عنوان نوک AFM. .......................................................47
شکل2-18 : نانودنده ها ...............................................................................................................................50
شکل 3- 1: آزمایش تخلیه قوس ..................................................................................................................56
شکل 3-2 : دستگاه تبخیر/سایش لیزری .......................................................................................................58
شکل 3-3 : شماتیک ابزار CVD ...............................................................................................................60
شکل 3-4 : میکروگرافی که صاف و مستقیم بودن MWCNTs  را که به روش PECVD رشد یافته  نشان می دهد .......................................................................................................................................................62
شکل 3-5 : میکروگراف که کنترل بر روی نانو لوله ها را نشان می دهد: (الف)   40–50 nmو (ب). 200–300 nm ...................................................................................................................................................62
شکل 3-6 : نانولوله کربنی MWCNT به عنوان تیرک AFM ..................................................................71
شکل 4-1 : تصویر شماتیک ارتباط بین زمان و مقیاس طول روشهای شبیه سازی چند مقیاسی .......................75
شکل 4-2 : مدل سازی موقعیت ذرات در محیط پیوسته ................................................................................77
شکل 4-3 : محدوده طول و مقیاس زمان مربوط به روشهای شبیه سازی متداول ............................................82
شکل 4-4 : تصویر تلاقی ابزار اندازه گیری و روش های شبیه سازی .............................................................82
شکل 4-5 : تصویر شماتیک وابستگی درونی روش ها و اصل اعتبار روش ....................................................83
شکل 4-6 : تصویر شماتیک اتمهای i،j وk و پیوندها و زاویه پیوند مربوطه ...................................................85
شکل 4-7 : موقعیت نسبی اتمها در شبکه کربنی برای بدست آوردن طول پیوندها در نانولوله ........................85
شکل 4- 8 : المان حجم معرف در نانو لوله کربنی ........................................................................................90
شکل 4- 9 : مدلسازی محیط پیوسته معادل ...................................................................................................90
شکل 4- 10 : المان حجم معرف برای مدلهای شیمیایی، خرپایی و محیط پیوسته ...........................................92
شکل4-11 : تصویر شماتیک تغییر شکل المان حجم معرف .........................................................................92
شکل4-12 : شبیه سازی نانو لوله بصورت یک قاب فضایی ..........................................................................93
شکل4- 13 : اندرکنشهای بین اتمی در مکانیک مولکولی ............................................................................93
شکل4-14: شکل شماتیک یک صفحه شبکه ای کربن شامل اتم های کربن در چیدمان های شش گوشه ای.96
شکل 4-15: شکل شماتیک گروهای مختلف نانولوله کربنی .........................................................................97
شکل 4-16: وابستگی کرنش بحرانی نانولوله به شعاع با ضخامت های تخمینی متفاوت .................................98
شکل 5-1: نمایش نیرو وپتانسیل لنارد-جونز برحسب فاصله بین اتمی r ......................................................107
شکل 5-2 : نمایش نیرو وپتانسیل مورس برحسب فاصله بین اتمی r ............................................................108
شکل 5-3 : تصویر شماتیک اتمهای i،j وk و پیوندها و زاویه پیوند مربوطه ................................................109
شکل5-4 : فعل و انفعالات بین اتمی در مکانیک مولکولی .........................................................................115
شکل5-5 : شکل شماتیک (الف) یک نانولوله صندلی راحتی (ب) یک نانولوله زیگزاگ ..........................116
شکل5-6 : شکل شماتیک یک نانولوله صندلی راحتی (الف) واحد شش گوشه ای (ب) نیرو های توزیع شده روی پیوند b .............................................................................................................................................117
شکل5-7 : شکل شماتیک یک نانولوله زیگزاگ (الف) واحد شش گوشه ای (ب) نیرو های توزیع شده روی پیوند b ......................................................................................................................................................120
شکل5– 8 :  تصویر شماتیک توزیع نیروها برای یک نانولوله کربنی تک دیواره .........................................122
شکل 5-9 : تصویر شماتیک توزیع نیرو در یک نانولوله کربنی زیگزاگ ....................................................124
شکل5- 10: تصویر شماتیک (الف) نانولوله کربنی Armchair، (ب) مدل تحلیلی برای تراکم در جهت محیطی (ج) روابط هندسی .........................................................................................................................125
شکل 5-11: تصویر شماتیک (الف) نانولوله کربنیZigzag(ب)مدل تحلیلی برای فشار در جهت محیطی...129
شکل 5-12: تعادل مکانیک مولکولی و مکانیک ساختاری برای تعاملات کووالانس و غیر کووالانس بین اتم های کربن (الف) مدل مکانیک مولکولی (ب) مدل مکانیک ساختاری .......................................................132
شکل 5-13: منحنی پتانسیل لنارد-جونز و نیروی واندروالس نسبت به فاصله اتمی .......................................133
شکل5-14 : رابطه نیرو (بین پیوند کربن-کربن) و کرنش بر اساس پتانسیل بهبود یافته مورس ......................137
شکل 5-15 :استفاده از المان میله خرپایی  برای شبیه سازی نیروهای واندروالس .........................................138
شکل5-16 : منحنی نیرو-جابجائی غیر خطی میله خرپایی ...........................................................................139
شکل 5-17: تغییرات سختی فنر نسبت به جابجائی بین اتمی ........................................................................140
شکل 5-18: مدل های المان محدود ایجاد شده برای اشکال مختلف نانولوله (الف) :صندلی راحتی (7،7) (ب):زیگزاگ(7،0) (ج): نانولوله دودیواره (5،5) و (10،10) ......................................................................140
شکل5-19 : المان های نماینده برای مدل های شیمیایی ، خرپایی و محیط پیوسته ........................................142
شکل 5-20 : شبیه سازی  نانولوله های کربنی تک دیواره به عنوان ساختار قاب فضایی ...............................144
شکل5-21 : شرایط مرزی و بارگذاری بر روی مدل المان محدود نانو لوله کربنی تک دیواره: (الف) زیگزاگ (7،0) ، (ب) صندلی راحتی (7،7) ، (ج) زیگزاگ (0،10) ، (د) صندلی راحتی (7،7) .................................145
شکل5-22 : شرایط مرزی و بارگذاری بر روی مدل المان محدود نانو لوله کربنی چند دیواره: (الف) مجموعه 4 دیواره نانولوله زیگزاگ (5،0) (14،0) (23،0) (32،0) تحت کشش خالص ، (ب) مجموعه 4 دیواره نانولوله صندلی راحتی (5،5) (10،10) (15،15) (20،20) تحت پیچش خالص .........................................................145
شکل5-23 : نانولوله تحت کشش ..............................................................................................................147
شکل5-24 : یک نانولوله کربنی تک دیواره شبیه سازی شده به عنوان ساختار قاب فضایی ..........................148
شکل5-25 : شکل شماتیک اتمهای کربن و پیوند های کربن متصل کننده آنها در ورق گرافیت .................148
شکل 5-26 : نمودار Eωa بر حسب فاصله بین اتمی ρa ............................................................................150
شکل 5-27 : شکل شماتیک شش گوشه ای کربن و اتم های کربن و پیوندهای کواالانس و واندروالس .....151
شکل5-28 : شکل شماتیک شش گوشه ای کربن که تنها پیوندهای کووالانس را نشان می دهد .................151
شکل5-29 : سه حالت بارگذاری برای معادل سازی انرژی کرنشی مدل ها .................................................152
شکل5-30 : شکل شماتیک از شش گوشه ای کربن و نیرو های غیر پیوندی ..............................................154
شکل5-31 : شکل شماتیک شش گوشه ای کربن با در نظر گرفتن 9 پیوند واندروالس بین اتم های کربن ...154
شکل5-32: یک مدل جزئی از ساختار شبکه ای رول نشده که نانولوله کربنی را شکل می دهد. شش ضلعی های متساوی الاضلاع نماینده حلقه های شش ضلعی پیوند های کووالانس کربن می باشد، که هر رأس آن محل قرار گیری اتم کربن می باشد ....................................................................................................................156
شکل5-33 : شکل یک حلقه کربن به صورت یک شش ضلعی متساوی الاضلاع و هر اتم کربن به عنوان گره با نامگذاری قراردادی ....................................................................................................................................159
شکل 5-34 : شکل یک ذوزنقه متساوی الساقین از حلقه شش گوشه  ای کربن (الف) در فضای   x و y  (ب) شکل نگاشت یافته در فضای r و s ..............................................................................................................159
شکل 5-35 : المان ذوزنقه ای هم اندازه و مشابه المان اصلی ABCF که در صفحه به اندازه زاویه θ چرخیده است ..........................................................................................................................................................163
شکل 5-36 : شش حالت ممکن ذوزنقه شکل گرفته در شش گوشه ای کربن ABCDEF. هر ذوزنقه یک شکل دوران یافته از دیگری است ..............................................................................................................166
شکل 5-37 : حلقه شش گوشه ای کربن ABCDEF که تشکیل شده از دو ذوزنقه ABCD و DEFC، دراین شکل نشان داده شده که در این حالت تنها CF ایجاد شده است .......................................................167
شکل 5-38 : شکل شماتیک حلقه کربن شش گوشه ای به عنوان المان پایه صفحه گرافیتی ........................168
شکل 5-39 : پارامترهای هندسی ورق گرافیتی ............................................................................................169
شکل 5-40 : مدل ورق گرافیتی زیگزاگ.ورق گرافیتی تک لایه a)تحت کشش b)تحت بار های مماسی..170
شکل6-1: شکل شماتیک (الف) یک نانولوله صندلی راحتی (ب) یک نانولوله زیگزاگ ...........................172
شکل 6-2 : تغییرات مدول یانگ در جهت محوری E................................................................................173
شکل 6-3 : تغییرات مدول برشی G ...........................................................................................................174

دانلود با لینک مستقیم


پایان نامه ارشد رشته مکانیک مدلسازی و آنالیز خواص مکانیکی نانولوله های کربنی

پایان نامه ارشد رشته مکانیک مدلسازی و آنالیز خواص مکانیکی نانولوله های کربنی

اختصاصی از فی لوو پایان نامه ارشد رشته مکانیک مدلسازی و آنالیز خواص مکانیکی نانولوله های کربنی دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

پایان نامه ارشد رشته مکانیک مدلسازی و آنالیز خواص مکانیکی نانولوله های کربنی


پایان نامه ارشد رشته مکانیک مدلسازی و آنالیز خواص مکانیکی نانولوله های کربنی

دانلود پایان نامه ارشد رشته مکانیک مدلسازی و آنالیز خواص مکانیکی نانولوله های کربنی با فرمت ورد و قابل ویرایش تعداد صفحات 240

دانلود پایان نامه آماده

چکیده

 از آنجائیکه شرکت های بزرگ در رشته نانو فناوری مشغول فعالیت هستند و رقابت بر سر عرصه محصولات جدید شدید است و در بازار رقابت، قیمت تمام شده محصول، یک عامل عمده در موفقیت آن به شمار می رود، لذا ارائه یک مدل مناسب که رفتار نانولوله های کربن را با دقت قابل قبولی نشان دهد و همچنین استفاده از آن توجیه اقتصادی داشته باشد نیز یک عامل بسیار مهم است. به طور کلی دو دیدگاه برای بررسی رفتار نانولوله های کربنی وجود دارد، دیدگاه دینامیک مولکولی و محیط پیوسته. دینامیک مولکولی با وجود دقت بالا، هزینه های بالای محاسباتی داشته و محدود به مدل های کوچک می باشد. لذا مدل های دیگری که حجم محاسباتی کمتر و توانایی شبیه سازی سیستمهای بزرگتر را با دقت مناسب داشته باشند بیشتر توسعه یافته اند.پیش از این بر اساس تحلیل های دینامیک مولکولی و اندرکنش های بین اتم ها، مدلهای محیط پیوسته، نظیر مدلهای خرپایی، مدلهای فنری، قاب فضایی، بمنظور مدلسازی نانولوله ها، معرفی شده اند. این مدلها، بدلیل فرضیاتی که برای ساده سازی در استفاده از آنها لحاظ شده اند، قادر نیستند رفتار شبکه کربنی در نانولوله های کربنی را بطور کامل پوشش دهند.

 

مقدمه

نانو فناوری عبارت ازآفرینش مواد، قطعات و سیستم های مفید با کنترل آنها در مقیاس طولی نانو متر و بهره برداری از خصوصیات و پدیده های جدید حاصله در آن مقیاس می باشد. به عبارت دیگر فناوری نانو، ایجاد چیدمانی دلخواه از اتم ها و مولکول ها و تولید مواد جدید با خواص مطلوب است. فناوری نانو، نقطه تلاقی اصول مهندسی، فیزیک، زیست شناسی، پزشکی و شیمی است و به عنوان ابزاری برای کاربرد این علوم و غنی سازی آنها در جهت ساخت عناصر کاملاً جدید عمل می کند.از لحاظ ابعادی، یک نانو متر اندازه ای برابر 9-10 متر است (شکل 1-1) . این اندازه تقریباً چهار برابر قطر یک اتم منفرد می باشد.

 

فهرست مطالب
عنوان                                                                                                             صفحه

فهرست علائم    ر
فهرست جداول    ز
فهرست اشکال    س

چکیده    1

فصل اول    
مقدمه نانو    3
1-1 مقدمه    4
   1-1-1 فناوری نانو    4
1-2 معرفی نانولوله‌های کربنی    5
   1-2-1 ساختار نانو لوله‌های کربنی    5
   1-2-2 کشف نانولوله    7
1-3 تاریخچه    10

فصل دوم    
خواص و کاربردهای نانو لوله های کربنی    14
2-1 مقدمه    15
2-2 انواع نانولوله‌های کربنی    16
   2-2-1 نانولوله‌ی کربنی تک دیواره (SWCNT)    16
   2-2-2 نانولوله‌ی کربنی چند دیواره (MWNT)    19
2-3 مشخصات ساختاری نانو لوله های کربنی    21
   2-3-1 ساختار یک نانو لوله تک دیواره    21
   2-3-2 طول پیوند و قطر نانو لوله کربنی تک دیواره    24
2-4 خواص نانو لوله های کربنی    25
   2-4-1 خواص مکانیکی و رفتار نانو لوله های کربن    29
       2-4-1-1 مدول الاستیسیته    29
       2-4-1-2 تغییر شکل نانو لوله ها تحت فشار هیدرواستاتیک    33
       2-4-1-3 تغییر شکل پلاستیک و تسلیم نانو لوله ها    36
2-5 کاربردهای نانو فناوری    39
   2-5-1 کاربردهای نانولوله‌های کربنی    40
       2-5-1-1 کاربرد در ساختار مواد    41
       2-5-1-2 کاربردهای الکتریکی و مغناطیسی    43
       2-5-1-3 کاربردهای شیمیایی    46
       2-5-1-4 کاربردهای مکانیکی    47

فصل سوم    
روش های سنتز نانو لوله های کربنی     55
3-1 فرایندهای تولید نانولوله های کربنی    56
   3-1-1 تخلیه از قوس الکتریکی    56
   3-1-2 تبخیر/ سایش لیزری    58
   3-1-3 رسوب دهی شیمیایی بخار به کمک حرارت(CVD)    59
   3-1-4 رسوب دهی شیمیایی بخار به کمک پلاسما (PECVD )    61
   3-1-5 رشد فاز  بخار    62
   3-1-6 الکترولیز    62
   3-1-7 سنتز شعله    63
   3-1-8 خالص سازی نانولوله های کربنی    63
3-2 تجهیزات    64
   3-2-1 میکروسکوپ های الکترونی    66
   3-2-2 میکروسکوپ الکترونی عبوری (TEM)    67
   3-2-3 میکروسکوپ الکترونی پیمایشی یا پویشی (SEM)    68
   3-2-4 میکروسکوپ های پروب پیمایشگر (SPM)    70
       3-2-4-1 میکروسکوپ های نیروی اتمی (AFM)    70
       3-2-4-2 میکروسکوپ های تونل زنی پیمایشگر (STM)    71

فصل چهارم    
شبیه سازی خواص و رفتار نانو لوله های کربنی بوسیله روش های پیوسته    73
4-1 مقدمه    74
4-2 مواد در مقیاس نانو    75
   4-2-1 مواد محاسباتی    75
   4-2-2 مواد نانوساختار    76
4-3 مبانی تئوری تحلیل مواد در مقیاس نانو    77
   4-3-1 چارچوب های تئوری در تحلیل مواد    77
       4-3-1-1 چارچوب محیط پیوسته در تحلیل مواد    77
4-4 روش های شبیه سازی    79
   4-4-1 روش دینامیک مولکولی    79
   4-4-2 روش مونت کارلو    80
   4-4-3 روش محیط پیوسته    80
   4-4-4 مکانیک میکرو    81
   4-4-5 روش المان محدود (FEM)    81
   4-4-6 محیط پیوسته مؤثر    81
4-5 روش های مدلسازی نانو لوله های کربنی    83
   4-5-1 مدلهای مولکولی    83
       4-5-1-1 مدل مکانیک مولکولی ( دینامیک مولکولی)    83
       4-5-1-2 روش اب انیشو    86
       4-5-1-3 روش تایت باندینگ    86
       4-5-1-4 محدودیت های مدل های مولکولی    87
   4-5-2 مدل محیط پیوسته در مدلسازی نانولوله ها    87
       4-5-2-1 مدل یاکوبسون    88
       4-5-2-2 مدل کوشی بورن    89
       4-5-2-3 مدل خرپایی    89
       4-5-2-4 مدل  قاب فضایی    92
4-6 محدوده کاربرد مدل محیط پیوسته    95
   4-6-1 کاربرد مدل پوسته پیوسته    97
   4-6-2 اثرات سازه نانولوله بر روی تغییر شکل    97
   4-6-3 اثرات ضخامت تخمینی بر کمانش نانولوله    98
   4-6-4 اثرات ضخامت تخمینی بر کمانش نانولوله    99
   4-6-5 محدودیتهای مدل پوسته پیوسته    99
       4-6-5-1 محدودیت تعاریف در پوسته پیوسته    99
       4-6-5-2 محدودیت های تئوری کلاسیک محیط پیوسته    99
   4-6-6 کاربرد مدل تیر پیوسته      100

فصل پنجم    
مدل های تدوین شده برای شبیه سازی رفتار نانو لوله های کربنی     102
5-1 مقدمه    103
5-2 نیرو در دینامیک مولکولی    104
   5-2-1 نیروهای بین اتمی    104
       5-2-1-1 پتانسیلهای جفتی    105
       5-2-1-2 پتانسیلهای چندتایی    109
   5-2-2 میدانهای خارجی نیرو    111
5-3 بررسی مدل های محیط پیوسته گذشته    111
5-4 ارائه مدل های تدوین شده برای شبیه سازی نانولوله های کربنی    113
   5-4-1 مدل انرژی- معادل    114
       5-4-1-1 خصوصیات  محوری نانولوله های کربنی تک دیواره    115
       5-4-1-2 خصوصیات  محیطی نانولوله های کربنی تک دیواره    124
   5-4-2 مدل اجزاء محدود بوسیله نرم افزار ANSYS    131
       5-4-2-1 تکنیک عددی بر اساس المان محدود    131
       5-4-2-2 ارائه 3 مدل تدوین شده اجزاء محدود توسط نرم افزار ANSYS    141
   5-4-3 مدل اجزاء محدود بوسیله کد عددی تدوین شده توسط نرم افزار MATLAB    155
       5-4-3-1 مقدمه    155
       5-4-3-2 ماتریس الاستیسیته    157
       5-4-3-3 آنالیز خطی و روش اجزاء محدود برپایه جابجائی    158
       5-4-3-4 تعیین و نگاشت المان    158
       5-4-3-5 ماتریس کرنش-جابجائی    161
       5-4-3-6 ماتریس سختی برای یک المان ذوزنقه ای    162
       5-4-3-7 ماتریس سختی برای یک حلقه کربن    163
       5-4-3-8 ماتریس سختی برای یک ورق گرافیتی تک لایه    167
       5-4-3-9 مدل پیوسته به منظور تعیین خواص مکانیکی ورق گرافیتی تک لایه    168

فصل ششم    
نتایج    171
6-1 نتایج حاصل از مدل انرژی-معادل    172
   6-1-1 خصوصیات محوری نانولوله کربنی تک دیواره    173
   6-1-2 خصوصیات محیطی نانولوله کربنی تک دیواره    176
6-2 نتایج حاصل از مدل اجزاء محدود بوسیله نرم افزار ANSYS    181
   6-2-1 نحوه مش بندی المان محدود نانولوله های کربنی تک دیواره در نرم افزار ANSYS و ایجاد ساختار قاب فضایی و مدل سیمی به کمک نرم افزار ]54MATLAB [    182
   6-2-2 اثر ضخامت بر روی مدول الاستیک نانولوله های کربنی تک دیواره    192
6-3 نتایج حاصل از مدل اجزاء محدود بوسیله کد تدوین شده توسط نرم افزار MATLAB    196

فصل هفتم    
نتیجه گیری و پیشنهادات     203
7-1 نتیجه گیری    204
7-2 پیشنهادات    206

فهرست مراجع     207















فهرست علائم
تعریف                                                                                                علائم اختصاری      

SWCNTs : Single-Walled Carbon Nanotubes
MWCNTs : Multi-Walled Carbon Nanotubes
CNTs : Carbon Nano Tubes
MWNTs : Multi-Walled Nano Tubes
FED : Field Emission Devices
TEM : Transmission Electron Microscope
SEM : Scanning Electron Microscopy
CVD : Chemical Vapor Deposition
PECVD : Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition
SPM : Scanning Probe Microscopy
NEMs : Nano Electro Mechanical System
AFM : Atomic Force Microscopy
STM : Scanning Tunnelling Microscopy
FEM : Finite Element Modeling
ASME : American Society of Mechanical Engineers
RVE : Representative Volume Element
SLGS: Single-Layered Grephene Sheet















فهرست جداول
عنوان                                                                                                             صفحه
جدول 4-1: اتفاقات مهم در توسعه مواد در 350 سال گذشته .......................................................................76
جدول 5-1: خصوصیات هندسی و الاستیک المان تیر.................................................................................135
جدول5-2 : پارامترهای اندرکنش واندر والس ...........................................................................................150
جدول6-1: اطلاعات مربوط به مش بندی المان محدود مدل قاب فضایی در نرم افزار ANSYS ...............184
جدول6-2 : مشخصات هندسی نانولوله های کربنی تک دیواره در هر سه مدل ...........................................185
جدول6-3 : داده ها برای مدول یانگ در هر سه مدل توسط نرم افزار ANSYS .......................................186
جدول6-4 : داده ها برای مدول برشی در هر سه مدل توسط نرم افزار ANSYS .......................................187
جدول6-5 : مقایسه نتایج مدول یانگ برای مقادیر مختلف ضخامت گزارش شده .......................................194
جدول 6-6 : مشخصات صفحات گرافیتی مدل شده با آرایش صندلی راحتی .............................................196
جدول 6-7 : مشخصات صفحات گرافیتی مدل شده با آرایش زیگزاگ .....................................................197
جدول 6-8 : مقایسه مقادیر E، G و   به دست آمده از مدل های تدوین شده در این تحقیق با نتایج موجود در منابع ..........................................................................................................................................................202
















فهرست اشکال
عنوان                                                                                                                   صفحه
شکل 1-1 : میکروگراف TEMکه لایه های نانو لوله کربنی چند دیواره را نشان می دهد ...............................4
شکل 1-2 : اشکال متفاوت مواد با پایه کربن ..................................................................................................6
شکل 1-3 : تصویر گرفته شده TEM که فلورن هایی کپسول شده به صورت نانولوله های کربنی تک دیواره را نشان می دهد .................................................................................................................................................7
شکل 1-4 : تصویر TEM  از  نانولوله کربنی دو دیواره که فاصله دو دیواره در عکس TEM  nm 36/0 می باشد ..............................................................................................................................................................8
شکل 1-5 : تصویر TEM گرفته شده  از  نانوپیپاد .........................................................................................8
شکل 2-1 : تصویر نانو لوله های تک دیواره و چند دیواره کشف شده توسط ایجیما در سال 1991................15
شکل 2-2 : انواع نانولوله:  (الف) ورق گرافیتی (ب) نانولوله زیگزاگ (0، 12)  (ج) نانولوله زیگزاگ (6، 6) (د) نانولوله کایرال (2، 10) ..........................................................................................................................17
شکل 2-3 : شبکه شش گوشه ای اتم های کربن ..........................................................................................18
شکل2-4 : تصویر شماتیک شبکه شش گوشه ای ورق گرافیتی، شامل تعریف پارامترهای ساختاری پایه و توصیف اشکال نانولوله های کربنی تک دیواره ............................................................................................19
شکل 2-5 : شکل شماتیک یک نانولوله کربنی چند دیواره MWCNTs ...................................................20
شکل 2-6 : نانو پیپاد ....................................................................................................................................21
شکل 2-7 : شکل شماتیک یک نانو لوله که  از  حلقه ها شش ضلعی کربنی تشکیل شده است .....................22
شکل2-8 : تصویر شماتیک یک حلقه شش ضلعی کربنی و پیوندهای مربوطه...............................................22
شکل 2-9 : تصویر شماتیک شبکه کربن در سلول های شش ضلعی .............................................................23
شکل 2-10: توضیح بردار لوله کردن نانو لوله، بصورت ترکیب خطی  از  بردارهای پایه b , a .....................23
شکل2-11: نمونه های نانولوله های صندلی راحتی، زیگزاگ و کایرال و انتها بسته آنها که مرتبط است با تنوع فلورن ها ......................................................................................................................................................24
شکل 2-12: تصویر سطح مقطع یک نانو لوله ...............................................................................................25
شکل 2-13: مراحل  آزاد سازی نانو لوله کربن ............................................................................................33
شکل 2-14 : مراحل کمانش و تبدیل پیوندها در یک نانو لوله تحت بار فشاری ............................................36
شکل 2-15: نحوه ایجاد و رشد نقایص تحت بار کششی  الف: جریان پلاستیک، ب: شکست ترد (در اثر ایجاد نقایص پنج و هفت ضلعی) ج: گردنی شدن نانو لوله در اثر اعمال بار کششی .................................................38
شکل 2-16: تصویر میکروسکوپ الکترونی پیمایشی SEM اعمال بار کششی بر یک نانو لوله .....................39
شکل 2-17: شکل شماتیک یک نانولوله کربنی به عنوان نوک AFM. .......................................................47
شکل2-18 : نانودنده ها ...............................................................................................................................50
شکل 3- 1: آزمایش تخلیه قوس ..................................................................................................................56
شکل 3-2 : دستگاه تبخیر/سایش لیزری .......................................................................................................58
شکل 3-3 : شماتیک ابزار CVD ...............................................................................................................60
شکل 3-4 : میکروگرافی که صاف و مستقیم بودن MWCNTs  را که به روش PECVD رشد یافته  نشان می دهد .......................................................................................................................................................62
شکل 3-5 : میکروگراف که کنترل بر روی نانو لوله ها را نشان می دهد: (الف)   40–50 nmو (ب). 200–300 nm ...................................................................................................................................................62
شکل 3-6 : نانولوله کربنی MWCNT به عنوان تیرک AFM ..................................................................71
شکل 4-1 : تصویر شماتیک ارتباط بین زمان و مقیاس طول روشهای شبیه سازی چند مقیاسی .......................75
شکل 4-2 : مدل سازی موقعیت ذرات در محیط پیوسته ................................................................................77
شکل 4-3 : محدوده طول و مقیاس زمان مربوط به روشهای شبیه سازی متداول ............................................82
شکل 4-4 : تصویر تلاقی ابزار اندازه گیری و روش های شبیه سازی .............................................................82
شکل 4-5 : تصویر شماتیک وابستگی درونی روش ها و اصل اعتبار روش ....................................................83
شکل 4-6 : تصویر شماتیک اتمهای i،j وk و پیوندها و زاویه پیوند مربوطه ...................................................85
شکل 4-7 : موقعیت نسبی اتمها در شبکه کربنی برای بدست آوردن طول پیوندها در نانولوله ........................85
شکل 4- 8 : المان حجم معرف در نانو لوله کربنی ........................................................................................90
شکل 4- 9 : مدلسازی محیط پیوسته معادل ...................................................................................................90
شکل 4- 10 : المان حجم معرف برای مدلهای شیمیایی، خرپایی و محیط پیوسته ...........................................92
شکل4-11 : تصویر شماتیک تغییر شکل المان حجم معرف .........................................................................92
شکل4-12 : شبیه سازی نانو لوله بصورت یک قاب فضایی ..........................................................................93
شکل4- 13 : اندرکنشهای بین اتمی در مکانیک مولکولی ............................................................................93
شکل4-14: شکل شماتیک یک صفحه شبکه ای کربن شامل اتم های کربن در چیدمان های شش گوشه ای.96
شکل 4-15: شکل شماتیک گروهای مختلف نانولوله کربنی .........................................................................97
شکل 4-16: وابستگی کرنش بحرانی نانولوله به شعاع با ضخامت های تخمینی متفاوت .................................98
شکل 5-1: نمایش نیرو وپتانسیل لنارد-جونز برحسب فاصله بین اتمی r ......................................................107
شکل 5-2 : نمایش نیرو وپتانسیل مورس برحسب فاصله بین اتمی r ............................................................108
شکل 5-3 : تصویر شماتیک اتمهای i،j وk و پیوندها و زاویه پیوند مربوطه ................................................109
شکل5-4 : فعل و انفعالات بین اتمی در مکانیک مولکولی .........................................................................115
شکل5-5 : شکل شماتیک (الف) یک نانولوله صندلی راحتی (ب) یک نانولوله زیگزاگ ..........................116
شکل5-6 : شکل شماتیک یک نانولوله صندلی راحتی (الف) واحد شش گوشه ای (ب) نیرو های توزیع شده روی پیوند b .............................................................................................................................................117
شکل5-7 : شکل شماتیک یک نانولوله زیگزاگ (الف) واحد شش گوشه ای (ب) نیرو های توزیع شده روی پیوند b ......................................................................................................................................................120
شکل5– 8 :  تصویر شماتیک توزیع نیروها برای یک نانولوله کربنی تک دیواره .........................................122
شکل 5-9 : تصویر شماتیک توزیع نیرو در یک نانولوله کربنی زیگزاگ ....................................................124
شکل5- 10: تصویر شماتیک (الف) نانولوله کربنی Armchair، (ب) مدل تحلیلی برای تراکم در جهت محیطی (ج) روابط هندسی .........................................................................................................................125
شکل 5-11: تصویر شماتیک (الف) نانولوله کربنیZigzag(ب)مدل تحلیلی برای فشار در جهت محیطی...129
شکل 5-12: تعادل مکانیک مولکولی و مکانیک ساختاری برای تعاملات کووالانس و غیر کووالانس بین اتم های کربن (الف) مدل مکانیک مولکولی (ب) مدل مکانیک ساختاری .......................................................132
شکل 5-13: منحنی پتانسیل لنارد-جونز و نیروی واندروالس نسبت به فاصله اتمی .......................................133
شکل5-14 : رابطه نیرو (بین پیوند کربن-کربن) و کرنش بر اساس پتانسیل بهبود یافته مورس ......................137
شکل 5-15 :استفاده از المان میله خرپایی  برای شبیه سازی نیروهای واندروالس .........................................138
شکل5-16 : منحنی نیرو-جابجائی غیر خطی میله خرپایی ...........................................................................139
شکل 5-17: تغییرات سختی فنر نسبت به جابجائی بین اتمی ........................................................................140
شکل 5-18: مدل های المان محدود ایجاد شده برای اشکال مختلف نانولوله (الف) :صندلی راحتی (7،7) (ب):زیگزاگ(7،0) (ج): نانولوله دودیواره (5،5) و (10،10) ......................................................................140
شکل5-19 : المان های نماینده برای مدل های شیمیایی ، خرپایی و محیط پیوسته ........................................142
شکل 5-20 : شبیه سازی  نانولوله های کربنی تک دیواره به عنوان ساختار قاب فضایی ...............................144
شکل5-21 : شرایط مرزی و بارگذاری بر روی مدل المان محدود نانو لوله کربنی تک دیواره: (الف) زیگزاگ (7،0) ، (ب) صندلی راحتی (7،7) ، (ج) زیگزاگ (0،10) ، (د) صندلی راحتی (7،7) .................................145
شکل5-22 : شرایط مرزی و بارگذاری بر روی مدل المان محدود نانو لوله کربنی چند دیواره: (الف) مجموعه 4 دیواره نانولوله زیگزاگ (5،0) (14،0) (23،0) (32،0) تحت کشش خالص ، (ب) مجموعه 4 دیواره نانولوله صندلی راحتی (5،5) (10،10) (15،15) (20،20) تحت پیچش خالص .........................................................145
شکل5-23 : نانولوله تحت کشش ..............................................................................................................147
شکل5-24 : یک نانولوله کربنی تک دیواره شبیه سازی شده به عنوان ساختار قاب فضایی ..........................148
شکل5-25 : شکل شماتیک اتمهای کربن و پیوند های کربن متصل کننده آنها در ورق گرافیت .................148
شکل 5-26 : نمودار Eωa بر حسب فاصله بین اتمی ρa ............................................................................150
شکل 5-27 : شکل شماتیک شش گوشه ای کربن و اتم های کربن و پیوندهای کواالانس و واندروالس .....151
شکل5-28 : شکل شماتیک شش گوشه ای کربن که تنها پیوندهای کووالانس را نشان می دهد .................151
شکل5-29 : سه حالت بارگذاری برای معادل سازی انرژی کرنشی مدل ها .................................................152
شکل5-30 : شکل شماتیک از شش گوشه ای کربن و نیرو های غیر پیوندی ..............................................154
شکل5-31 : شکل شماتیک شش گوشه ای کربن با در نظر گرفتن 9 پیوند واندروالس بین اتم های کربن ...154
شکل5-32: یک مدل جزئی از ساختار شبکه ای رول نشده که نانولوله کربنی را شکل می دهد. شش ضلعی های متساوی الاضلاع نماینده حلقه های شش ضلعی پیوند های کووالانس کربن می باشد، که هر رأس آن محل قرار گیری اتم کربن می باشد ....................................................................................................................156
شکل5-33 : شکل یک حلقه کربن به صورت یک شش ضلعی متساوی الاضلاع و هر اتم کربن به عنوان گره با نامگذاری قراردادی ....................................................................................................................................159
شکل 5-34 : شکل یک ذوزنقه متساوی الساقین از حلقه شش گوشه  ای کربن (الف) در فضای   x و y  (ب) شکل نگاشت یافته در فضای r و s ..............................................................................................................159
شکل 5-35 : المان ذوزنقه ای هم اندازه و مشابه المان اصلی ABCF که در صفحه به اندازه زاویه θ چرخیده است ..........................................................................................................................................................163
شکل 5-36 : شش حالت ممکن ذوزنقه شکل گرفته در شش گوشه ای کربن ABCDEF. هر ذوزنقه یک شکل دوران یافته از دیگری است ..............................................................................................................166
شکل 5-37 : حلقه شش گوشه ای کربن ABCDEF که تشکیل شده از دو ذوزنقه ABCD و DEFC، دراین شکل نشان داده شده که در این حالت تنها CF ایجاد شده است .......................................................167
شکل 5-38 : شکل شماتیک حلقه کربن شش گوشه ای به عنوان المان پایه صفحه گرافیتی ........................168
شکل 5-39 : پارامترهای هندسی ورق گرافیتی ............................................................................................169
شکل 5-40 : مدل ورق گرافیتی زیگزاگ.ورق گرافیتی تک لایه a)تحت کشش b)تحت بار های مماسی..170
شکل6-1: شکل شماتیک (الف) یک نانولوله صندلی راحتی (ب) یک نانولوله زیگزاگ ...........................172
شکل 6-2 : تغییرات مدول یانگ در جهت محوری E................................................................................173
شکل 6-3 : تغییرات مدول برشی G ...........................................................................................................174

دانلود با لینک مستقیم


پایان نامه ارشد رشته مکانیک مدلسازی و آنالیز خواص مکانیکی نانولوله های کربنی