考虑表面和非局部效应的载流碳纳米管波动分析

发布时间：2020-08-20 09:33

【摘要】：碳纳米管的物理特性是近来研究的热点。常用的研究方法包括试验、分子动力学模拟和连续介质理论研究。对于纳米结构,试验操作很难把控。分子动力学模拟,经济和时间成本高。因而,目前在纳米结构的相关物理特性研究中,连续介质理论应用最广。考虑到小尺寸效应的影响,传统的连续介质理论被发展成为了非局部连续介质理论。在实际应用中纳米设备经常处于比较复杂的热、磁环境,所以考虑复杂物理场对单壁碳纳米管的波动分析具有很大的实际意义。碳纳米管可以用来输送药液,这使研究载流碳纳米管显得十分必要。此外,由于纳米结构本身具备较大的比表面积,所以表面效应对于碳纳米管的物理特性的影响也不容忽视。综合上述影响,文章结合高阶非局部应变梯度理论和Timoshenko梁理论建立了单壁碳纳米管的波动模型。通过对比传统连续介质理论和不同阶数非局部应变梯度理论分析了波动曲线并研究了非局部系数对于波动曲线的影响。考虑外界环境,探讨了温度变化、纵向磁场以及碳纳米管基础作用对其波的传播曲线的影响。应用Navier-Stokes理论求出管内黏性纳米流对于管壁的作用力,结合Hamilton变分原理求出载流碳纳米管上波传播的控制方程。结合Gurtin-Murdoch表面弹性理论和非局部弹性理论分析了表面弹性模量、表面残余应力和表面密度对于波的传播的影响。
【学位授予单位】：浙江大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：TQ127.11;TB383.1

【参考文献】

相关期刊论文 前3条

1 R.Ansari;R.Gholami;A.Norouzzadeh;M.A.Darabi;;Surface stress effect on the vibration and instability of nanoscale pipes conveying fluid based on a size-dependent Timoshenko beam model[J];Acta Mechanica Sinica;2015年05期

2 C·W·林;;基于非局部弹性应力场理论的纳米尺度效应研究:纳米梁的平衡条件、控制方程以及静态挠度[J];应用数学和力学;2010年01期

3 毛宗强,徐才录,阎军,梁吉,孙公敏,魏秉庆,吴德海;碳纳米纤维储氢性能初步研究[J];新型炭材料;2000年01期

本文编号：2797822