چکیده: نانولوله کربنی را می توان شگفت انگیز ترین ماده نانوساختار کشف شده تاکنون دانست. روش های مکانیک ملکولی، از جمله دقیق ترین روش های شبیه سازی نانولوله های کربنی در حال حاضر محسوب می شوند. اما یک مشکل اساسی این روش ها، زمان بسیار زیاد تحلیل آن ها می باشد. اگرچه مدل های پیوسته زمان کمتری برای تحلیل نیاز دارند، اما به علت عدم دربرگیری ساختارهای اتمی در شبیه سازی، دارای دقت پایینی هستند. بنابراین برای حل این مشکل، مدل های ساختاری ارائه گردیدند. در مدل های ساختاری از المان های پیوسته برای مدلسازی برهمکنش های بین اتمی در نانولوله های کربنی استفاده می گردد. در مدل های ساختاری ارائه شده تاکنون، از المان های مختلفی همانند میله، تیر و فنر برای مدل کردن برهمکنش های بین اتمی استفاده شده است. البته این مدل ها، به دلیل فرض های ساده سازی اعمال شده در آن ها، اغلب دارای دقت پایینی هستند و همچنین برای حل حوزه خاصی از مسائل کاربرد دارند. در این پایان نامه سعی شده است که مدلی ارائه گردد تا علاوه بر دقت و سرعت بالا، حوزه وسیعی از مسائل را نیز در برگیرد. مدل ارائه شده در این پایان نامه، کامل ترین مدل ساختاری ارائه شده تاکنون می باشد که در محیط نرم افزار ABAQUS اجرا می گردد. در این مدل ساختاری از رابط-های غیرخطی برای مدل کردن برهمکنش های پیوندی کشش و پیچش و همچنین از المان فنر غیرخطی محوری برای مدل کردن برهمکنش پیوندی تغییر زاویه استفاده شده است. در این مدل، رفتار نانولوله مدل شده از دقت بهتری برخوردار بوده و از مزیت های آن، اجرا شدن آن در فضای CAE نرم افزار ABAQUS می باشد. این امر باعث می شود که برای بررسی نانولوله های کربنی تحت شرایط مختلف مرزی و بارگذاری نیاز به برنامه نویسی نداشته باشیم و هر قابلیتی که نرم افزار ABAQUS در تحلیل مسائل مکانیکی داشته باشد را بتوان بر روی نانولوله اعمال کرد. از این مدل ساختاری برای پیش بینی خواص مکانیکی نانولوله های کربنی استفاده شده است. در قسمت اول مدول یانگ، مدول برشی، ضریب پواسون و استحکام نهایی نانولوله های کربنی تک دیواره بدست آمده اند و تاثیر انواع عیوب تهی جای بر روی این پارامترها مورد بررسی قرار گرفته اند. نتایج نشان می دهند که عیوب تهی جای تاثیر بسیار کمی بر روی مدول یانگ و تاثیر بیشتری بر روی استحکام نهایی دارند. در ادامه به تحلیل کمانش نانولوله های کربنی تحت فشار محوری پرداخته شده است. بارها و کرنش های بحرانی کمانش و همچنین مُدهای کمانش نانولوله های کربنی زیگزاگ و آرمچیر برای نسبت های ظاهری مختلف بدست آمده اند. تاثیر انواع عیوب تهی جای بر روی بارها و کرنش های بحرانی مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج نشان می دهند که عیوب تهی جای باعث به تعویق افتادن مُد اویلر خواهد شد و نقطه بحرانی برای وجود عیب در یک نانولوله در مرکز آن می باشد. مقایسه نتایج مدل ساختاری حاضر با نتایج بدست آمده از شبیه سازی دینامیک ملکولی بیانگر دقت بالای مدل می باشد.