فهرست مطالب
.. 1
… 7
2-1 مقدمه. 8
2-2 مطالعات پیشین.. 9
2-2-1 پروانه و همکاران(2009) 9
2-2-2 پروانه و شریعتی(2010) 10
2-2-3 خلیلی و حق­بین(2012) 11
2-2-4 ژانگ و میلواگنام(2006) 12
2-2-5 ژانگ و میلواگنام(2007) 13
… 15
3-1 مقدمه. 16
3-2 کشف نانولوله کربنی.. 16
3-3 ساختار نانولوله کربنی.. 17
3-4 برهمکنش­ها و پتانسیل­های موجود در نانولوله کربنی.. 20
3-4-1 برهمکنش کشش پیوند. 21
3-4-2 برهمکنش خمش زاویه­ای پیوند(تغییر زاویه) 22
3-4-3 برهمکنش پیچش دوسطحی.. 23
3-4-4 برهمکنش پیچش خارج صفحه­ای.. 23
3-4-5 برهمکنش واندروالس…. 24
3-4-6 برهمکنش الکترواستاتیک…. 25
3-5 ویژگی­های نانولوله کربنی.. 26
3-6 مدل‌سازی نانولوله کربنی.. 27
3-6-1 مقدمه. 27
3-6-2 مدل‌سازی مولکولی.. 28
3-6-2-1 روش دینامیک مولکولی.. 29
3-6-2-2 روش­های پایه. 30
3-6-3 مدل‌سازی پیوسته. 31
3-6-4 مدل‌سازی مکانیک ساختاری.. 31
3-6-4-1 مدل اودگارد. 32
3-6-4-2 مدل لی و چو. 33
3-6-4-3 مدل هو. 34
3-6-4-4 مدل معو و روسی.. 35
3-6-4-5 مدل ساختاری جدید. 36
.. 43
4-1 مقدمه. 44
4-2 شبیه­سازی ضربه روی نانولوله کربنی.. 45
4-2-1 بررسی صحت مدل وشبیه­سازی.. 50
4-2-2 زاویه گلوله. 60
4-2-3 قطر نانولوله کربنی.. 66
4-2-4 طول نانولوله کربنی.. 69
4-2-5 نوع نانولوله کربنی.. 72
4-2-6 تأثیر عیوب بر روی رفتار مکانیکی نانولوله کربنی تحت ضربه. 76
4-2-7 هندسه گلوله. 84
4-2-8 بررسی تأثیر خطای مدل­سازی در تحقیق حاضر. 89
…. 91
5-1 نتیجه ­گیری.. 92
5-2 پیشنهادات… 93
مراجع…………………………………………………………………………………………………………………………………………………94
فهرست اشکال
شکل (‏2‑1): مدول یانگ نانولوله کربنی تک­جداره به عنوان تابعی از نسبت ظاهری نانولوله. 10
شکل (‏2‑2): نانوکامپوزیت شبیه­سازی شده در آباکوس، شامل نانولوله و ماتریس…. 11
شکل (‏2‑3): مدل اولیه نانولوله کربنی (الف): دو سر گیردار و (ب): یک سر گیردار 12
0 نانومتر  13
شکل (‏2‑5): انرژی جذب‌ شده نرماله شده توسط نانولوله کربنی با سه قطر مختلف بر حسب ارتفاع نسبی محل  برخورد گلوله  14
1 نانومتر. 14
شکل (‏3‑1): نمایی از ساختار اتمی C60. 17

شکل (‏3‑2): مکانیزم ساخت نانولوله کربنی.. 18
شکل (‏3‑3): سه نوع ساختار مختلف نانولوله کربنی.. 19
شکل (‏3‑4): برهمکنش کشش پیوند در اتم­های کربن.. 21
شکل (‏3‑5): برهمکنش خمش زاویه­ای در اتم­های کربن.. 22
شکل (‏3‑6): برهمکنش پیچش دو سطحی در اتم­های کربن.. 23
شکل (‏3‑7): برهمکنش پیچش خارج صفحه­ای در اتم­های کربن.. 24
شکل (‏3‑8): برهمکنش واندروالس در اتم­های کربن.. 24
شکل (‏3‑9): پیوند کربن-کربن: (الف) مدل فیزیکی، (ب) مدل FE کشش پیوند،(ج) مدل FE خمش پیوند. 35
شکل (‏3‑10): پارامترهای مربوط به یک سلول واحد شش ضلعی.. 38
شکل (‏3‑11): نحوه قرارگرفتن دستگاه مختصات محلی بر روی مرکز اتم‌های کربن.. 40
شکل (‏3‑12): المان­های فنر و رابط متناظر با برهمکنش اتم­های کربن.. 41
شکل (‏3‑13): تصویر یک نانولوله کربنی زیگزاگ در فضای CAE نرم‌افزار آباکوس… 41
شکل (‏4‑1): قطعه صلب طراحی شده به عنوان گلوله. 46
5 نانومتر در دو نما 46
شکل (‏4‑3): المان بندی اتم کربن.. 48
شکل (‏4‑4): پارامترهای مختلف موقعیت گلوله قبل از برخورد. 51
شکل (‏4‑5): موقعیت­های مختلف گلوله در ارتفاع­های نسبی متفاوت قبل از برخورد. 51
0=z. 53
شکل (‏4‑7): منحنی انرژی جذب شده نرماله شده بر حسب ارتفاع نسبی (الف) تحقیق حاضر                           (ب) ژانگ و میلواگنام  54
شکل (‏4‑8): نمودار سرعت- زمان گلوله در موقعیت­های مختلف… 55
شکل (‏4‑9): حداکثر تغییر شکل متناظر با کانتور جابجایی نانولوله کربنی دو سرگیردار در لحظه صفر شدن سرعت گلوله برای ارتفاع­های نسبی متفاوت گلوله (الف)0.3=z (ب) 0.4=z (ج) 0.5=z. 56
شکل (‏4‑10): منحنی انرژی جذب شده نرماله شده بر حسب ارتفاع نسبی (الف) تحقیق حاضر                         (ب) ژانگ و میلواگنام  58
شکل (‏4‑11): حداکثر تغییر شکل متناظر با کانتور جابجایی نانولوله کربنی یک سرگیردار در لحظه صفر شدن   سرعت گلوله برای ارتفاع­های نسبی متفاوت گلوله  (الف)0.3=z، (ب) 0.4=z، (ج) 0.5=z، (د) 0.6=z. 59
0       برای گلوله  60
شکل (‏4‑13): مسیر برخوردگلوله زاویه­دار و افقی به نانولوله کربنی.. 61
شکل (‏4‑14): منحنی تغییرات انرژی جذب شده نرماله شده  توسط نانولوله کربنی بر حسب زاویه گلوله. 62
شکل (‏4‑15): حداکثر تغییر شکل متناظر با کانتور جابجایی نانولوله کربنی دو سرگیردار در لحظه صفر شدن      سرعت گلوله برای زوایای متفاوت گلوله  (الف)0=θ، (ب) 15=θ، (ج) 30=θ، (د) 45=θ، (ه) 60=θ.. 64
شکل (‏4‑16): سیر حرکتی گلوله با زاویه 15 درجه نسبت به افق برای نانولوله کربنی دو سرگیردار، (الف) قبل از برخورد،(ب) لحظه0005/0 نانوثانیه، (ج) لحظه001048/0 نانوثانیه، (د) لحظه0015/0 نانوثانیه، (ه) لحظه002/0 نانوثانیه.. 65
شکل (‏4‑17): حداکثر تغییر شکل متناظر با کانتور جابجایی نانولوله کربنی دوسرگیردار در لحظه صفر شدن      سرعت گلوله برای سه قطر مختلف (لف) D=0.95 nm ، (ب) D=1.257 nm ، (ج) D=1.725 nm… 67
شکل (‏4‑18): منحنی انرژی جذب شده نرماله شده نانولوله کربنی با قطرهای مختلف… 68
شکل (‏4‑19): منحنی مقدار انرژی جذب شده نرماله شده نانولوله کربنی برحسب طول­های مختلف… 70
شکل (‏4‑20): حداکثر تغییر شکل نانولوله کربنی دو سرگیردار به طول(الف) nm5.18 (ب) nm6.248 (ج) nm7.313 (د) nm8.378 (ه) nm9.514 در لحظه صفر شدن سرعت گلوله. 71
شکل (‏4‑21): نمودار انرژی جذب شده نرماله شده برای نانولوله کربنی آرمچیر و زیگزاگ در ارتفاع­های نسبی    متفاوت گلوله  73
شکل (‏4‑22): حداکثر تغییر شکل متناظر با کانتور جابجایی نانولوله کربنی آرمچیر دو سرگیردار در لحظه           صفر شدن سرعت گلوله برای ارتفاع­های نسبی متفاوت گلوله،(الف)0.3=z (ب) 0.4=z (ج) 0.5=z. 74
شکل (‏4‑23): حداکثر تغییر شکل متناظر با کانتور جابجایی نانولوله کربنی (الف) آرمچیر (ب) زیگزاگ در          ارتفاع نسبی 0.5=z  75
شکل (‏4‑24): حداکثر تغییر شکل نانولوله کربنی آرمچیر، (الف) دوسرگیردار، (ب) یک سرگیردار 76
شکل (‏4‑25): نقص از نوع استون- والز در نانولوله کربنی آرمچیر. 77
شکل (‏4‑26): نقص از نوع تهی­جای در نانولوله کربنی زیگزاگ… 77
شکل (‏4‑27): حداکثر تغییر شکل نانولوله کربنی معیوب از نوع تک تهیجای.. 78
شکل (‏4‑28): حداکثر تغییر شکل نانولوله کربنی دوسرگیردار معیوب (الف) تک تهی­جای(1)،                          (ب) تک تهی­جای(2)، (ج) دو تهی­جای(1)، (د) دو تهی­جای(2) 81
شکل (‏4‑29): حداکثر تغییر شکل نانولوله کربنی معیوب (الف) استون- والز (1) ، (ب) استون- والز(2) 82
شکل (‏4‑30): حداکثر تغییر شکل نانولوله کربنی یک سر گیردار معیوب از نوع استون- والز،(الف) اصابت گلوله      روی عیب، (ب) اصابت گلوله سمت مخالف عیب… 83
7 نانومتر. 84
شکل (‏4‑32): منحنی انرژی جذب شده نرماله شده بر حسب ارتفاع نسبی برای دو گلوله مختلف… 85
0z=. 86
7 در حالت عدم در برگیری تمام    عرض نانولوله کربنی در دو نما 87
شکل (‏4‑35): حداکثر تغییر شکل نانولوله کربنی در لحظه صفر شدن سرعت گلوله. 88
شکل (‏1‑36): ابعاد سلول واحد شش ضلعی قبل از برخورد ……………………………………………………………………………91
فهرست جداول
جدول (‏3‑1): پارامترهای ساختارهای مختلف نانولوله کربنی.. 20
جدول (‏3‑2): ثابت­های معادلات برهمکنش در نانولوله­های کربنی.. 39
جدول (‏4‑1): شرایط اولیه نانولوله کربنی و گلوله. 49
جدول (‏4‑2): انرژی جذب شده توسط نانولوله کربنی زیگزاگ دو سرگیردار در موقعیت­های مختلف گلوله. 52
جدول (‏4‑3): انرژی جذب شده توسط نانولوله کربنی زیگزاگ یک سر گیردار در موقعیت­های مختلف گلوله. 58
جدول (‏4‑4): انرژی جذب شده توسط نانولوله کربنی دو سر گیردار در زاویه­ های مختلف برخوردگلوله. 62
جدول (‏4‑5): انرژی جذب شده  توسط نانولوله کربنی زیگزاگ دو سرگیردار با قطرهای مختلف… 66
جدول (‏4‑6): انرژی جذب شده توسط نانولوله کربنی دو سرگیردار با طول­های مختلف… 69
جدول (‏4‑7): انرژی جذب شده توسط نانولوله کربنی آرمچیر دو سرگیردار درموقعیت­های مختلف گلوله. 72
0 برای گلوله. 75
جدول (‏4‑9): انرژی جذب شده نانولوله کربنی زیگزاگ دو سرگیردار با انواع عیوب.. 79
جدول (‏4‑10): حداکثر انرژی جذب شده بوسیله نانولوله کربنی یک سر گیردار با عیب استون- والز. 83
جدول (‏4‑11): انرژی جذب شده توسط نانولوله کربنی زیگزاگ دو سرگیردار تحت ضربه توسط گلوله استوانه­ای.. 85
جدول (‏4‑12): انرژی جذب شده توسط نانولوله کربنی زیگزاگ دو سرگیردار با موقعیتی متفاوت برای گلوله. 88
انسان همواره به دنبال محافظت از خود در برابر آسیب‌های احتمالی ناشی از ضربه در میدان‌های جنگ بوده است. از این رو از هزاران سال پیش زره به تن کرده است. در قرن پنجم پیش از میلاد در ایران و یونان برای ساخت زره از 14لایه کتان استفاده می­شده است. 700 سال پس از میلاد نوعی زره بدون آستین شامل صفحه­های فولادی یا آهنی که روی نوارهای چرمی چفت می­شد در چین و کره ساخته شد که سبکی و انعطاف­پذیری ویژه­ای داشت. با پیشرفت سلاح و روی کار آمدن سلاح گرم توجه صنعتگران به تولید زره­هایی جلب شد که به کمک صفحه­های فولادی ضخیم­تر و صفحه­های سنگین اضافی بتوانند از بدن انسان در مقابل گلوله محافظت کنند. این کار باعث سنگینی زره شده و استفاده از آن برای شخص تن کننده طاقت‌فرسا می‌گردد. مهندسین در دهه ۱۹۶۰ یک جلیقه مقاوم در برابر گلوله و مناسب را ساختند که بر خلاف زره‌های سنتی بسیار راحت بود. جلیقه‌های ضد گلوله سبک از فلز ساخته نشده بود بلکه از بافت‌های فیبری که قابل دوخت بر روی جلیقه و دیگر لباس‌های سبک می‌باشد، ساخته‌شده‌اند. در سال 1965  شركت  داپونت[1] الیافی با نام تجاری كولار[2] (از خانواده آرامید) تولید و از آن پارچه تولید كرد. در ابتدا كولار در صنعت لاستیک سازی و سپس در تولیدات گوناگونی مثل طناب و واشر و قسمت‌های مختلف هواپیما و قایق استفاده گردید. در سال 1971 الیاف كولار به عنوان جایگزین الیاف نایلون در جلیقه‌های ضد گلوله معرفی شد. در حال حاضر این الیاف یكی از مهم‌ترین الیاف مورد استفاده در تولید این نوع پوشاک می‌باشد]1[.
جلیقه‌های ضد گلوله امروزی، به دو نوع تقسیم می‌شود:

• جلیقه‌های ضد گلوله سخت