Analyse d’effet de la distribution non linéaire de NTC-FG sur les propriétés mécaniques d’une poutre nano composite en FGM

Abstract

Ce travail porte sur le développement d'un nouvel outil numérique pour étudier les réponses en flexion de poutres composites renforcées par des nanotubes de carbone (CNTRC). La théorie de déformation en cisaillement d'ordre supérieur (HSDT) est utilisée pour déterminer les relations de déformation et de déplacement. Une nouvelle fonction exponentielle est introduite dans l'équation de fraction volumique des nanotubes de carbone (CNT) pour montrer l'effet de la distribution des CNT sur les poutres CNTRC en termes de déplacements et de contraintes. Pour déterminer les propriétés mécaniques des CNTRC, la règle de la mixture est utilisée en supposant que les nanotubes de carbone à paroi unique (SWCNTs) sont alignés et répartis dans la matrice. Les équations principales sont dérivées à partir du principe du travaux virtuelle et les modèles mathématiques présentés dans ce travail sont fournis numériquement pour vérifier l'exactitude de la théorie proposée. Les effets du rapport d'aspect (l/d), de la fraction volumique des CNT (Vcnt) et de l'ordre de l'exposant (n) sur les déplacements et les contraintes sont présentés et discutés en détail. Il s'avère que l'augmentation de l'exposant (n) rend la poutre plus rigide, et la distribution exponentielle des CNT joue un rôle indispensable pour améliorer les propriétés mécaniques des poutres CNTRC.