学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

多壁碳纳米管动力学行为的研究

作　者: 沙风焕
导　师: 赵隆茂；杨桂通
学　校: 太原理工大学
专　业: 固体力学
关键词: 碳纳米管 动力屈曲 van der Waals力 弹性介质 波的传播 振动模态
分类号: TB383.1
类　型: 博士论文
年　份: 2005年
下　载: 449次
引　用: 0次
阅　读: 论文下载
 

内容摘要


自从日本学者Iijima于1991年发现了第一根碳纳米管以来,对碳纳米管及其应用进行了广泛、深入的研究。研究表明碳纳米管具有许多十分优异的力学、电磁学和化学性能。为了碳纳米管的应用,需要建立可靠的力学模型,以了解碳纳米管的材料特性和对力学行为的影响。在力学方面,碳纳米管的强度和韧性极高,弹性模量也极高,超过1Tpa,为已知材料中最高的。碳纳米管无论是强度还是韧性,都远远优于任何已知纤维材料。将碳纳米管作为复合材料的增强体,将使之表现出良好的强度、弹性、抗疲劳性。可以预见碳纳米管增强复合材料可能带来复合材料性能的一次革命。 目前碳纳米管力学性能的研究主要采用实验和数值模拟方法。所有的数值模拟方法可分为两类:连续体模型和原子论模型。原子论模型中以分子动力学(Molecular Dynamics,MD)模拟方法最为常见。采用分子动力学方法以及在分子动力学法基础上的混合法时,由于总的自由度过大,数值模拟法受到计算机处理能力的限制。很难直接用于纳米器件和系统的整体性能模拟。Yakobson等利用分子动力学模拟了单壁碳纳米管在压缩、弯曲和扭转载荷作用下的屈曲。将单壁碳纳米管受轴向压缩屈曲的

全文目录


第一章 碳纳米管的力学行为  21-45
  1．1 引言  21-23
  1．2 碳纳米管的结构  23-25
  1．3 碳纳米管的力学性能及与其相关的实验  25-31
  1．4 碳纳米管的弹性材料模型  31-33
  1．5 分子动力学在碳纳米管研究中的应用  33-34
  1．6 连续介质力学在碳纳米管研究中的运用  34-37
  1．7 本文所做的工作  37-40
  参考文献  40-45
第二章 受轴向周期扰动作用多壁碳纳米管的动力屈曲  45-75
  2．1 引言  45-47
  2．2 轴向力作用下弹性圆柱壳体的动力学模型基本方程  47-50
  2．3 多壁碳纳米管的动力稳定性研究  50-57
    2．3．1 van der Waals力的描述  51-54
    2．3．2 周围弹性介质作用力的描述  54
    2．3．3 多壁碳纳米管的扰动方程  54-57
  2．4 双壁碳纳米管的动力稳定性研究  57-66
    2．4．1 运动方程  57-59
    2．4．2 1 临界轴向压力的确定  59-63
    2．4．3 van der Waals力和周围弹性介质对双壁碳纳米管动力稳定性的影响  63-66
  2．5 双壁碳纳米管的最小固有频率  66-68
    2．5．1 最小固有频率的基本方程  66-67
    2．5．2 van der Waals力和周围弹性介质对双壁碳纳米管固有频率的影响  67-68
  2．6 双壁碳纳米管的临界频率  68-71
    2．6．1 临界频率的基本方程  68-69
    2．6．2 载荷、van der Waals力和周围弹性介质对临界频率的影响  69-71
  2．7 本章小结  71-72
  参考文献  72-75
第三章 冲击扭矩作用下碳纳米管动力屈曲的研究  75-95
  3．1 引言  75-76
  3．2 扭矩作用下圆柱壳的基本方程  76-78
  3．3 双壁碳纳米管的扭转屈曲  78-81
    3．3．1 扭转屈曲的临界载荷  78-79
    3．3．2 van der Waals力和周围弹性介质对双壁碳纳米管临界载荷的影响  79-81
  3．4 冲击扭矩作用下的单壁碳纳米管的分叉问题  81-85
  3．5 数值算例分析  85-88
  3．6 本章小结  88-89
  3．7 附录：有关方程的推导过程  89-93
  参考文献  93-95
第四章 波在多壁碳纳米管中传播的分析  95-125
  4．1 引言  95-97
  4．2 圆柱壳波传播的运动方程  97-99
  4．3 多壁碳纳米管波沿轴向传播的运动方程  99-101
  4．4 波在单壁碳纳米管的传播  101-102
  4．5 波在双壁碳纳米管的传播  102-110
    4．5．1 波沿轴向传播的运动方程  102-105
    4．5．2 van der Waals力的影响  105-107
    4．5．3 周围弹性介质的影响  107-108
    4．5．4 波数对双壁碳纳米管的波速影响  108-110
  4．6 波在多壁碳纳米管的传播  110-118
    4．6．1 运动方程  110-112
    4．6．2 van der Waals力的影响  112-116
    4．6．3 周围弹性介质的影响  116-117
    4．6．4 波数对多壁碳纳米管的影响  117-118
  4．7 用多壁弹性梁模型描述波在多壁碳纳米管中的传播  118-120
    4．7．1 运动方程  118-120
    4．7．2 多壁弹性梁与多壁弹性壳的比较  120
  4．8 本章小结  120-122
  参考文献  122-125
第五章 全文总结和工作展望  125-130
  5．1 工作总结  125-128
  5．2 工作展望  128-130
攻读博士期间发表的论文  130-131
致谢  131-132
本文的创新性  132

相似论文

  1. PBO/SWNT复合纤维的制备及结构与性能研究,TQ340.64
  2. 多壁碳纳米管负载Au@Pt、Au@Pd核壳结构催化剂的制备及电化学性能研究,O643.36
  3. 碳纳米管复合修饰物电极及其在电分析化学中的应用,O657.1
  4. 复合材料闭合薄壁梁的模态阻尼预测,TB33
  5. 单壁碳纳米管阵列制备及其粘附力研究,TB383.1
  6. 单壁碳纳米管在磁场中π电子的能带计算,TB383.1
  7. 氮掺杂SO42-/TiO2光催化剂的一步沉淀制备及其光催化性能,O643.36
  8. 碳材料/纳米TiO_2复合光催化剂的制备及其光解水制氢性能研究,TN304
  9. GC/MS在环境污染物分析及海洋生态领域中的应用研究,X502
  10. 贵金属及其合金/碳纳米管复合材料的制备与表征,TB383.1
  11. 碳纳米管制备及其在光伏领域的应用展望,TB383.1
  12. 直接甲醇燃料电池阳极催化剂的研究,TM911.4
  13. 圆柱壳轴向冲击屈曲及内充介质对其影响的研究,O353.4
  14. 聚吡咯/碳纳米管复合材料的制备与性能的研究,TB383.1
  15. 聚苯胺/碳纳米管复合材料的制备及性能研究,TB383.1
  16. 碳纳米管中冰/水相变的分子动力学模拟,TB383.1
  17. 碳纳米管基导电复合材料的制备及其性能研究,TB383.1
  18. 表面修饰碳纳米管负载金属纳米催化剂的合成及性能研究,O643.36
  19. 荷电碳纳米管结构和力学性质的研究,TB383.1
  20. 单壁碳纳米管连接结中缺陷移动与修复的分子动力学研究,TB383.1
  21. SW缺陷碳纳米管的热稳定性和双壁碳纳米管的层间耦合结构,TB383.1

中图分类: > 工业技术 > 一般工业技术 > 工程材料学 > 特种结构材料
© 2012 www.xueweilunwen.com