含空位缺陷单壁碳纳米管断裂行为的有限元模拟

发布时间：2017-09-18 18:28

  本文关键词：含空位缺陷单壁碳纳米管断裂行为的有限元模拟

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【摘要】：提出了碳碳键的断裂准则,建立了含空位缺陷碳纳米管的有限元模型,基于此断裂准则采用有限元方法对单壁碳纳米管的断裂行为进行了模拟研究,计算得到了碳纳米管的抗拉强度和极限应变,并研究了单原子空位缺陷对碳纳米管抗拉强度和极限应变的影响。结果表明理想单壁碳纳米管的抗拉强度约为100 GPa,极限应变约为20%。单原子空位缺陷显著降低了碳纳米管的抗拉强度和极限应变,使抗拉强度降低了20%~30%,极限应变降低了12%~18%,这也正是碳纳米管极限强度的实验结果远低于理论预测结果的原因。
【作者单位】： 西北工业大学机电学院;西北工业大学材料学院;
【关键词】： 单壁碳纳米管 空位缺陷 有限元法 抗拉强度 极限应变
【基金】：国家自然科学基金(51275417,51221001)~~
【分类号】：O613.71;TB383.1
【正文快照】： 1前言碳纳米管作为备受研究人员关注的纳米材料,具有优异的力学性能,在诸多领域应用潜力巨大。基于密度泛函理论(DFT)[1-3]、分子动力学方法(MD)[2,4]以及分子力学方法(MM)[5,6]理论计算表明,碳纳米管的抗拉强度为85~220 GPa,显著高于Yu等[7]的实验结果(11~63 GPa),这可能是由

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本文编号：877163