碳納米管拔出行為及其界面強(qiáng)度性能研究.pdf

1、碳納米管優(yōu)異的力學(xué)性能，使其成為納米復(fù)合材料最理想的增強(qiáng)相，而碳納米管增強(qiáng)復(fù)合材料，其界面強(qiáng)度性能對(duì)于復(fù)合材料載荷傳遞的有效性具有極其重要的作用，同時(shí)碳納米管拔出是碳納米管復(fù)合材料很重要的一種破壞形式。本文針對(duì)碳納米管的層間滑移以及碳納米管從聚乙烯基體中的拔出行為進(jìn)行了分子動(dòng)力學(xué)研究。
　　基于內(nèi)聚力模型，根據(jù)原子之間范德華力建立能夠描述碳納米管層間滑移的連續(xù)模型，通過(guò)對(duì)該模型的簡(jiǎn)化，分析了碳納米管長(zhǎng)度、壁數(shù)等幾何參數(shù)對(duì)于碳納米管

2、層間拔出行為及拔出力的影響，對(duì)于雙壁碳納米管的層間拔出建立了控制方程。結(jié)果表明，長(zhǎng)度對(duì)于碳納米管拔出力幾乎沒(méi)有影響；三壁碳納米管最外層拔出力相比于雙壁碳納米管外層拔出力僅略有增加，而中間層不易被拔出；拔出力與直徑成正比關(guān)系。
　　運(yùn)用分子動(dòng)力學(xué)方法，對(duì)碳納米管的層間滑移行為進(jìn)行了模擬，得到了碳納米管層間拔出力與拔出位移之間的變化規(guī)律，揭示了碳納米管層間滑移拔出力的產(chǎn)生機(jī)理，分析了長(zhǎng)度、手性、層間間距等幾何參數(shù)對(duì)于拔出力的影響規(guī)律。

3、對(duì)于大直徑雙壁碳納米管塌陷狀態(tài)下的拔出行為進(jìn)行了分子動(dòng)力學(xué)研究，將其與圓截面狀態(tài)下拔出行為進(jìn)行了對(duì)比，重點(diǎn)研究了公度情況(手性組合）、層間間距對(duì)于拔出力的影響。
　　研究了碳納米管從聚乙烯基體中拔出現(xiàn)象，通過(guò)速度加載以及逐級(jí)遞增力加載兩種加載方式研究了碳納米管從聚乙烯基體拔出的臨界拔出力以及該復(fù)合材料單胞模型的界面剪切強(qiáng)度。研究表明，長(zhǎng)度對(duì)于碳納米管從聚乙烯基體中拔出力的影響并不明顯，碳納米管遠(yuǎn)離界面的管身部分與聚乙烯基體間的摩擦