Structural vibration analysis of single walled carbon nanotubes with atom-vacancies
Atom boşluklu tek duvarlı karbon nanotüplerin yapısal titreşim analizi
- Tez No: 255367
- Danışmanlar: DOÇ. DR. KAHRAMAN GÜÇLÜ KÖPRÜLÜ, YRD. DOÇ. DR. YİĞİT YAZICIOĞLU
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2010
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Maden Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 150
Özet
Nano teknoloji alanında yapılan son araştırmalar karbon nanotüplerin çok önemli mekanik, elektriksel ve optik özellikler taşıdığını göstermektedir. Elektrik, optik ve mekanik alanlar arasındaki etkileşimler de araştırma ve endüstriyel alanlarda gelecek vaat etmektedir. Bütün bu benzersiz özellikler başlıca karbon nanotüplerin atomistik yapısı sebebiyle oluşmaktadır.Bu tezde atom boşluklarının tek duvarlı karbon nanotüplere etkisi direngenlik matrisi metodu kullanılarak incelenmiştir. Bu metodu kullanmak için yapısal ve moleküler mekanik arasında bağlantı kurulmuştur. Geliştirilen kod sayesinde istenen kiralitede oluşturulabilen tek duvarlı karbon nanotüp içinden atom ve ilgili yan atomlarla kurulan bağlar çıkarılmış ve bu boşlukların titreşimsel özelliklere etkisi hesaplanmıştır. Bir sonlu elemanlar analizi programı kullanılarak kodun ve sonuçların doğrulaması yapılmıştır.Eksik atomların etkisinin yakınsamasını incelemek için rastgele pozisyonlandırılan atomlarla çok sayıda analiz yapılmıştır. Ayrıca peş peşe yerleştirilen atom boşlukları kullanılarak bu etkinin bir karbon nanotüp boyunca etkisi araştırılmıştır.Bunlara ilaveten bir yan çalışma olarak, atom boşluklarının elastik modüle etkisi araştırılmıştır.Bu tezde herhangi miktarda atom boşluklarının titreşim modu frekanslarına ve elastik modülüne önemli etkisi olduğu saptanmıştır. Kiralite ve atom boşluklarının pozisyonu karbon nanotüplerin yapısal özelliklerini etkileyen başlıca parametreler olduğu belirlenmiştir.
Özet (Çeviri)
Recent investigations in nanotechnology show that carbon nanotubes (CNT) have one of the most significant mechanical, electrical and optical properties. Interactions between those areas like electrical, optical and mechanical properties are also very promising in both research and industrial fields. Those unique characteristics are built by mainly the atomistic structure of the carbon nanotubes.In this thesis, the effects of vacant atoms on single walled carbon nanotubes (SWCNT) are investigated using matrix stiffness method. In order to use this technique a linkage between structural mechanics and molecular mechanics is established. A code has been developed to construct the SWCNT with the desired chirality, extracting the vacant atoms with the corresponding atomic bonds between the neighbor nodes and calculating the effect of those vacancies on its vibrational properties. A finite element software is also utilized for validation of the code and results.In order to investigate the convergence of the effect of those vacant nodes a numerous number of analyses have been carried out with randomly positioned vacant atoms. Also consecutive vacant nodes have been positioned in order to investigate the effect on the structural properties through the length of a CNT.In addition to those, as a case study, the reduction in Young?s modulus property because of the vacancies has also been investigated and the effects are tabulated in the report.It is concluded in this study that the any amount of vacant atoms have substantial effect on modal frequencies and Young?s modulus. Chirality and the position of the vacancies are the main parameters determining the structural properties of a CNT.
Benzer Tezler
- Nanomekanikte yerel olmayan elastisite teorisi ve çok-ölçekli modellemeye uygulanması
Nonlocal theory of elasticity in nanomechanics and application to multiscale models
MERAL TUNA EROĞLU
Doktora
Türkçe
2019
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MESUT KIRCA
- İnce cidarlı kompozit bir uçak kanadının dinamik analizi
Dynamic analysis of a thin-walled composite aicraft wing
SEHER DURMAZ
Yüksek Lisans
Türkçe
2009
Uçak Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiUçak ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. METİN ORHAN KAYA
- İnce cidarlı kompozit bir uçak kanadının dinamik davranışının çok amaçlı optimizasyonu
Multi-objective optimization of dynamic behavior of aircraft wings modeled as thin-walled composite beams
SEFA ÖKSÜZ
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
Uçak Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiUçak ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. SEHER EKEN
DR. CEYHUN TOLA
- Tek ve çok serbestlik dereceli sistemlerin Haar dalgacık yöntemiyle analizi
Analysis of single and multi degree of freedom systems with the Haar wavelet method
ERTUĞRUL DOĞAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2022
İnşaat MühendisliğiKocaeli Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SAFA BOZKURT COŞKUN