基于圓柱殼理論的碳納米管屈曲性能研究.pdf

1、碳納米管是由石墨片卷曲形成的納米級(jí)管，它有著優(yōu)良的特性。碳納米管是目前已知的最硬的纖維，并且還具有極好的電學(xué)和其它方面的性能，因此，大量的科學(xué)研究者將精力轉(zhuǎn)移到了研究碳納米管上，每年發(fā)表了數(shù)以萬(wàn)計(jì)的此類文章。但是，由于高昂的生產(chǎn)成本，碳納米管的商業(yè)價(jià)值還需要一段時(shí)間才能體現(xiàn)出來。 研究碳納米管的方法主要有：分子動(dòng)力學(xué)方法、連續(xù)介質(zhì)力學(xué)方法。受計(jì)算模型、精度和計(jì)算效率等因素制約，連續(xù)介質(zhì)力學(xué)是研究碳納米管力學(xué)性能的一個(gè)有效而經(jīng)濟(jì)的

2、重要方法。本文基于連續(xù)介質(zhì)力學(xué)理論，采用了連續(xù)殼體模型，并考慮層間范德華力的影響，研究了碳納米管的屈曲特性，得出了一些有價(jià)值的結(jié)論。 目前，多數(shù)學(xué)者在考慮范德華力的時(shí)候，只考慮了多壁碳納米管相鄰層間的范德華力線性項(xiàng)的影響，而本文則考慮了各層范德華力，并加入非線性項(xiàng)來分析，推導(dǎo)出了一系列公式，并對(duì)雙層、三層、四層碳納米管作了數(shù)值分析，分別考慮了不同的半徑、長(zhǎng)徑比等因素的影響，將所得結(jié)果與前者作了對(duì)比分析。 本文首先介紹了碳