小尺度效应对充流碳纳米管波动影响的研究

发布时间：2017-11-16 06:59

  本文关键词：小尺度效应对充流碳纳米管波动影响的研究

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【摘要】：碳纳米管的力学性能是目前材料科学领域中研究的热点之一,而研究碳纳米管的理论方法也不尽相同。非局部连续介质力学是当前研究微观非线性弹性模型的主要方法,其理论的准确性也被众多的学术成果所论证。本文采用了非局部连续介质力学理论研究了充满流体的单壁和双壁碳纳米管的力学行为。与以往直接套用非局部连续介质模型的方法所不同的是本文使用了哈密顿能量法和变分原理推导出充流碳纳米管的微分控制方程,从而避免因直接套用非局部理论而损失局部细节导致出现不全面甚至错误结论的现象。本文首先全面介绍了碳纳米管的特性、应用以及发展前景,介绍了碳纳米管力学行为研究的理论进程,总结了各个理论研究的特点。由于在以往的研究中并未考虑流体的边界条件,这跟实际的情况并不相符,本文创新地考虑了流体的边界条件,使用金努森数来表征流体边界条件的影响。随后本文分别使用欧拉-伯努利梁模型和铁木辛柯梁模型对单壁充流碳纳米管进行建模,加入纳观尺度效应、波数、流体流速和流体边界条件等影响因素推导出单壁充流碳纳米管的振动控制方程。通过研究发现流体边界条件对碳纳米管的影响比较大,当因素叠加作用时对碳纳米管的波动影响比单独作用时影响更加显著。最后本文创新地使用欧拉梁模型研究了充流的单壁碳纳米弯管的波动行为,研究发现碳管的曲率的存在会导致其与直管波动行为存在很大差异,当曲率增加时,较短的碳纳米管的振动频率将会很明显地增大。
【学位授予单位】：昆明理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：O613.71;TB383.1

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本文编号：1191482