微-納米機(jī)電系統(tǒng)中的碳納米管的機(jī)械性能研究.pdf

1、該文采用分子動(dòng)力學(xué)模擬方法對微/納米機(jī)電系統(tǒng)中的碳納米管的機(jī)械性能進(jìn)行了研究.首先,簡述了碳納米管的研究現(xiàn)狀和應(yīng)用于納米材料的各種數(shù)值模擬方法,同時(shí)介紹了碳納米管的結(jié)構(gòu)和特性以及碳納米管在微/納米機(jī)電系統(tǒng)中的應(yīng)用前景.其次,對分子動(dòng)力學(xué)模擬方法進(jìn)行了評述,分析了應(yīng)用于碳納米管材料模擬中的各種勢函數(shù),得出了采用Tersoff-Brenner勢函數(shù)對碳納米管進(jìn)行模擬將得到較好的結(jié)果.再次,深入研究了分子動(dòng)力學(xué)模擬的基本算法,包括物理建模、勢

2、能截?cái)?、?jì)算短程作用力的方法、時(shí)間求積算法和邊界條件問題等,并詳細(xì)討論了分子動(dòng)力學(xué)模擬前的數(shù)據(jù)準(zhǔn)備工作、運(yùn)行時(shí)的控制方法、影響系統(tǒng)達(dá)到平衡狀態(tài)的各種因素和模擬后對原子結(jié)構(gòu)的觀測以及宏觀特性的統(tǒng)計(jì)控制方法.進(jìn)而,建立了碳納米管的空間模型和物理模型,采用分子力學(xué)方法對初始模型進(jìn)行了能量最優(yōu)化計(jì)算,并探討了應(yīng)變能與碳納米管的結(jié)構(gòu)的關(guān)系.隨后,對能量最優(yōu)化后的碳納米管進(jìn)行了熱穩(wěn)定性分析,同時(shí)探討了碳納米管在低溫和高溫下的拉伸響應(yīng),估算了碳納米管