碳納米管-聚合物復(fù)合材料的力學(xué)性能模擬研究.pdf

1、21世紀(jì)是納米科學(xué)的世紀(jì),由于碳納米管優(yōu)異的力學(xué)性能,已成為理想的增強(qiáng)體。在碳納米管增強(qiáng)復(fù)合材料中,增強(qiáng)聚合物基復(fù)合材料是當(dāng)前研究的重點(diǎn)和熱點(diǎn)。而隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展,利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行模擬已經(jīng)成為越來越普遍的研究方式。本課題正是在碳納米管復(fù)合材料力學(xué)性能研究的大背景下,在前人工作的基礎(chǔ)上,致力于開展碳納米管/聚合物復(fù)合材料基于原子勢(shì)的有限元建模和關(guān)鍵力學(xué)問題的計(jì)算。
　　1.借助分子結(jié)構(gòu)力學(xué)和有限元理論,利用APDL語言,構(gòu)建了鋸齒

2、型和扶手椅型兩種碳納米管模型。計(jì)算了兩者的彈性模量和剪切模量,并得出碳納米管的楊氏模量隨管徑的增大而增大,最后收斂穩(wěn)定在一定的值。
　　2.采用第一性原理并通過Material Studio中的CASETEP模塊對(duì)聚丙烯進(jìn)行力學(xué)性質(zhì)運(yùn)算,計(jì)算了分子狀態(tài)下的聚丙烯的各向異性有效彈性模量。
　　3.建立碳納米管/聚丙烯復(fù)合材料的有限元模型。通過代表性體積單元的選取,將所研究的單元體簡(jiǎn)化,取一個(gè)立方體中含有一個(gè)細(xì)長(zhǎng)圓柱體碳納米管作