【摘 要】
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碳纳米管具有高强度,高热导率,高导电性等特性,在多领域有重要的应用前景,在复合材料增强中引起了广泛的关注.利用分子动力学方法(molecular dynamics methods)对碳纳米管在扭转载荷下的变形过程进行了模拟实验,在模拟实验中采用AIREBO势函数描述碳原子之间的关系,得到了不同直径的碳纳米管在扭转载荷下的变形以及能量变化.讨论了其横截面在扭转载荷加载的情况下的变化情况,并对引起横截
【机 构】
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北京工业大学机电学院工程力学学系,北京100124
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碳纳米管具有高强度,高热导率,高导电性等特性,在多领域有重要的应用前景,在复合材料增强中引起了广泛的关注.利用分子动力学方法(molecular dynamics methods)对碳纳米管在扭转载荷下的变形过程进行了模拟实验,在模拟实验中采用AIREBO势函数描述碳原子之间的关系,得到了不同直径的碳纳米管在扭转载荷下的变形以及能量变化.讨论了其横截面在扭转载荷加载的情况下的变化情况,并对引起横截面变化过程进行了分析.
其他文献
应力计算由创建的桥联理论实现,不同组份材料采用不同破坏判据,给出了应力集中系数的解析式,将基体的现场强度表作为原始强度除以应力集中系数.由此,所有组份材料输入数据皆可基于独立测试的纤维和基体性能参数确定.
以含黏弹性聚合物基复合材料中间层复合结构为研究对象,分析了黏弹性中间层的力学性能参数和厚度等因素对残余应力的影响,并基于ANSYS有限元软件的优化分析工具,以界面应力为优化目标对黏弹性中间层的力学性能参数和厚度等进行优化计算.
研究纤维和基体之间非理想界面对桥联矩阵并进而对复合材料非线性性能的影响.在原有模型基础上增加界面相,将不同加载下的应力场代入桥联方程,求得相应桥联矩阵.瞬态桥联矩阵确定之后,可方便得到复合材料的整体柔度矩阵,从而建立起含非理想界面复合材料的非线性本构关系.
用边界元方法研究了各向异性功能梯度复合结构中的热传导问题,通过二维傅里叶积分变换和广义函数,得到了各向异性功能梯度材料的基本解,利用不同复合结构的边界条件和格林函数,导出了复合结构中的热传导问题的边界积分方程.将边界点上的温度和热流的边界积分方程离散得到边界元公式,进一步计算出了内点和边界点上的温度和热流的边界元公式.最后利用线边界元方法计算了两个正方形拼接的算例.
采用落锤式冲击台,按照5种不同的冲击高度,冲击T300/5228A复合材料层板,观测试验现象和损伤状态,测量复合材料层板冲击凹坑深度,获得复合材料层板冲击高度或冲击能量与冲击凹坑深度的关系.利用材料力学试验机对冲击后复合材料层板进行了压缩强度试验,观测试验现象和失效模式,测定压缩载荷-位移和剩余强度,获得冲击凹坑深度与压缩剩余强度之间的关系.
采用力场和电场在界面层的中性层处泰勒展开的方法得到只含有纤维和基体材料常数与其相关场量的界面条件.将得到的结果应用于钛酸钡-铁酸钴磁电复合材料,分析计算了给定初始电磁场条件,当纤维和基体采用参数不同的多铁性材料,界面层分别采用多铁材料,纯压电和纯压磁材料时,对复合材料的整体磁电性能的影响.
对四边简支的复合材料加筋板进行了压缩载荷下的屈曲性能试验研究,得到了载荷-位移曲线,载荷-应变曲线等,并提取出局部屈曲载荷.采用有限元分析方法对加筋板的屈曲/后屈曲过程进行数值模拟,得到了与试验较一致的结果,验证了分析方法的有效性.
主要分析了一类线性本构关系的弹性,压电和压磁材料组成的多相复合材料的有效热性质,包括热弹性系数,热电系数和热磁系数.首先,运用Mori-Tanaka模型并从能量的观点出发,给出了一个计算复合材料有效热性质的解析表达式,使之能够预测多场,多夹杂的复合材料有效性质.其次,通过运用有限元软件计算复合材料内部广义位移场的分布,得到复合材料内部各组分广义应变的平均分布,藉此得到了复合材料的有效热性质.
利用一维六方准晶的二维本构关系,以及简化为平面问题的物理方程,在非准晶材料悬臂梁的弹性应力解的基础上假设准晶层和弹性层的应力分布,求出了各自的位移表达式,再利用层间连续条件和放松的边界条件,推导出悬臂一维六方准晶层合梁仅在自由端受集中力作用下声子场和相位子场的位移解析解,为研究准晶涂层材料的力学性质提供参考.
基于金兹堡-朗道理论研究了应变对第二类超导体的涡旋特性的影响,通过求解TDGL方程,给出了存在预应变情形下波函数的涡旋分布,并与不存在预应变波函数的涡旋图分布进行了比较,结果显示在超导电性的研究中,预应变的效果是不能忽略的.进一步给出了不同应变情况下涡旋的变化情况,发现随着压应变的增加,波函数的涡旋数是增加的,波函数的值是减小的.