碳纳米管增强混凝土复合材料力学特性的有限元分析

发布时间：2024-04-13 07:39

　　混凝土材料是用量最多,使用最广泛的建筑材料。由于混凝土材料存在抗拉强度低、变形能力差、自重大等缺点,使得混凝土结构在使用过程中产生各种裂缝,从而影响整个建筑结构的强度。碳纳米管是至今为止发现的力学性能最好的材料之一,其优异性能强有力的支持了碳纳米管材料在混凝土材料中的应用研究。碳纳米管作为填充混凝土复合材料微孔隙的纳米材料,具有增强增韧效果。在混凝土中掺入少量碳纳米管,能显著提高混凝土的强度、韧性及耐久性。本文运用Material Studio和ANSYS软件对碳纳米管增强混凝土复合材料的界面结合强度、界面应力分布、宏观弹性模量及其自感知性能进行数值模拟,具体如下:(1)采用Material Studio软件建立碳纳米管模型以及碳纳米管吸附混凝土中主要大分子的模型,采用Dmol3模块进行模拟计算,计算出碳纳米管与分子之间的吸附能,并计算模型在拉压形变作用下的吸附能。结果表明:碳纳米管对各分子吸附能均为正数,说明碳纳米管与各分子的接触面接触良好,即碳纳米管与混凝土的界面结合强度较高。(2)运用有限元模拟软件ANSYS中APDL命令流程序建立三维碳纳米管增强混凝土复合材料随机分布模型,模拟...

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【部分图文】：

图2.1碳纳

沈阳工业大学硕士学位论文8a本征碳纳米管模型b碳纳米管吸附SiO2分子模型图2.1碳纳米管模型Fig.2.1ThemodelofCNTs2.3拉压碳纳米管吸附SiO2分子的吸附能拉伸和压缩形变是在图2.1b模型的基础上进行，固定底层C原子，对第二至第六层原子均匀施加轴向拉伸及压缩....

图2.2单轴

沈阳工业大学硕士学位论文8a本征碳纳米管模型b碳纳米管吸附SiO2分子模型图2.1碳纳米管模型Fig.2.1ThemodelofCNTs2.3拉压碳纳米管吸附SiO2分子的吸附能拉伸和压缩形变是在图2.1b模型的基础上进行，固定底层C原子，对第二至第六层原子均匀施加轴向拉伸及压缩....

图2.3碳纳米管吸

沈阳工业大学硕士学位论文10样，采用（5，5）碳纳米管单元模型，在碳纳米管单元模型基础上对表2.1中的其余分子进行吸附，建立出吸附后的模型。如图2.3所示。碳纳米管吸附CaO分子的模型如图2.3a所示。碳纳米管吸附Al2O3分子的模型如图2.3b所示。碳纳米管吸附Fe2O3分子的....

图3.1三维模型

第3章碳纳米管增强混凝土复合材料应力场变化数值模拟13个空心圆柱体的边界曲线的局部坐标值，与第i-1个空心圆柱体边界曲线的局部坐标值进行对比从而判断出空心圆柱体之间是否有交叉重叠的位置。若结果无交叉或重叠的位置，则视为该增强圆柱体投放成功，若有交叉或重叠位置，则视为该增强圆柱体投....

本文编号：3952700