×

纵向热场和磁场作用下单壁碳纳米管周期阵列的非局部自由动力学分析。 (英语) Zbl 1502.82020年

摘要:本文研究了单壁碳纳米管三维垂直排列周期阵列在纵向磁场和热场作用下的横向振动。为此,采用非局部高阶光束理论对纳米系统进行建模。考虑管间范德瓦尔斯力,建立了基于离散和基于连续的模型。对于不同几何形状的纳米系统,在不同的外加热场和磁场下,连续模型的结果与离散模型的结果进行了成功的检验。通过综合参数研究,讨论并显示了纳米管半径、长细比、非局域性、系综布居数、温度变化和磁场强度对纳米系统基频的影响。

MSC公司:

82天80 纳米结构和纳米颗粒的统计力学
PDF格式BibTeX公司 XML格式引用
全文: DOI程序

参考文献:

[1] 塔什内尔,C。;帕卡尔,F。;Leonhardt,A。;Spatenka,P。;Bartsch,K。;格拉夫,A。;Kaltofen,R.,直流等离子体增强热丝CVD合成定向碳纳米管,表面涂层。技术。,174, 81-87 (2003)
[2] 村上,Y。;Chiashi,S。;宫崎骏,Y。;胡,M。;Ogura先生。;大久保,T。;Maruyama,S.,石英衬底上垂直排列的单壁碳纳米管薄膜的生长及其光学各向异性,化学。物理学。莱特。,385, 298-303 (2004)
[3] 丸山,S。;Einarsson,E。;村上,Y。;Edamura,T.,垂直排列单壁碳纳米管的生长过程,化学。物理学。莱特。,403, 320-323 (2005)
[4] Yudasaka,M。;小松,T。;一桥,T。;Iijima,S.,使用碳和金属的双靶激光烧蚀形成单壁碳纳米管,化学。物理学。莱特。,278102-106(1997年)
[5] Kim,S.K。;Lee,H。;Tanaka,H。;Weiss,P.S.,电泳沉积形成的单壁碳纳米管薄膜的垂直排列,Langmuir,2412936-12942(2008)
[6] Kim,Y.L。;李,B。;安,X。;哈姆,M.G。;Chen,L。;华盛顿,M。;Ajayan,P.M.,用于纳米级电气互连的高度定向可伸缩铂修饰单壁碳纳米管阵列,Acs Nano,32818-2826(2009)
[7] Vichchulada,P。;张,Q。;邓肯,A。;Lay,M.D.,有序单壁碳纳米管网络的宏观电学性质,ACS应用。马特。埋。,2, 467-473 (2010)
[8] Subramaniam,C。;山田,T。;Kobashi,K。;Sekiguchi,A。;双叶,D.N。;Yumura,M。;Hata,K.,《碳纳米管-铜复合材料的载流能力增加一百倍》,自然通讯社。,4, 2202 (2013)
[9] 徐,J。;Zheng,B.,基于一维排列短单壁碳纳米管的高效能量耗散系统,极限力学。莱特。,9, 336-341 (2016)
[10] 徐,J。;Fisher,T.S.,《用碳纳米管阵列增强热界面材料》,《国际传热传质杂志》,49,1658-1666(2006)
[11] 皮科克,医学硕士。;罗伊·C·K。;M.C.汉密尔顿。;约翰逊,R.W。;奈特·R·W。;Harris,D.K.,作为热界面材料的转移垂直排列碳纳米管阵列的表征,《国际热质传递》,97,94-100(2016)
[12] 斯坦普弗,C。;Helbling,T。;Obergfell博士。;Schöberle,B。;特里普,M.K。;Jungen,A。;罗斯,S。;布赖特,V.M。;Hierold,C.,单壁碳纳米管压力传感器的制造,纳米Lett。,6, 233-237 (2006)
[13] Hierold,C。;Jungen,A。;斯坦普弗,C。;Helbling,T.,基于碳纳米管的纳米机电传感器,传感器执行器A,136,51-61(2007)
[14] Hayamizu,Y。;山田,T。;瑞穗,K。;Davis,R.C。;双叶,D.N。;Yumura,M。;Hata,K.,《从可加工碳纳米管晶片中集成三维微电子机械器件》,Nat.Nanotechnol。,3, 289 (2008)
[15] 可乐,B.A。;徐,J。;Fisher,T.S.,《碳纳米管阵列界面的接触力学和热导率》,《国际热质传递杂志》,52,3490-3503(2009)
[16] 周·T·W。;高,L。;Thostenson,E.T。;张,Z。;Byun,J.H.,《基于碳纳米管的纤维和复合材料科学技术评估》,Compos。科学。技术。,70, 1-19 (2010)
[17] Tjong,S.C.,碳纳米管和石墨烯纳米片增强新型金属基纳米复合材料的开发和性能的最新进展,Mater。科学。工程师R,74,281-350(2013)
[18] 甲板,C.P。;镍,碳。;Vecchio,K.S。;Bandaru,P.R.,《碳纳米管集合对流体流动的响应:在机械性能测量和诊断中的应用》,J.Appl。物理。,106, 074304 (2009)
[19] Kiani,K.,用于传感单向流体流动的垂直排列碳纳米管,Physica B,465,45-54(2015)
[20] Pekarek,J。;Vrba,R。;Prasek,J。;O.贾塞克。;Majzlikova,P。;佩卡尔科娃,J。;Zajickova,L.,简化设计的MEMS碳纳米管场发射压力传感器:性能和场发射特性研究,IEEE Sens.J.,15,1430-1436(2015)
[21] 黄,J。;Zhu,Y。;蒋伟(Jiang,W.)。;尹,J。;唐奇。;Yang,X.,聚合物薄膜中具有显著导电各向异性的平行碳纳米管条纹,ACS Appl。马特。埋。,6, 1754-1758 (2014)
[22] Choi,W.B。;Jin,Y.W。;Kim,H.Y。;Lee,S.J。;Yun,M.J。;Kang,J.H。;Choi,Y.S。;北卡罗来纳州帕克市。;Lee,N.S。;Kim,J.M.,用于三极型场发射显示器的碳纳米管电泳沉积,应用。物理学。莱特。,78, 1547-1549 (2001)
[23] Jung,J.E。;Jin,Y.W。;Choi,J.H。;Park,Y.J。;Ko,T.Y。;Chung,D.S。;Kim,J.W.,用高密度碳纳米管发射极阵列制造三极型场发射显示器,《物理B》,32371-77(2002)
[24] Dong,P。;品特,C.L。;海尼,M。;Mirri,F。;詹,Y。;张,J。;Pasquali,M.,垂直排列的单壁碳纳米管作为染料敏化太阳能电池的低成本和高电催化对电极,ACS应用。马特。埋。,3157-3161(2011年)
[25] 戴国平。;刘,C。;刘,M。;王明珠。;Cheng,H.M.,定向单壁碳纳米管绳索的电化学储氢行为,纳米Lett。,2, 503-506 (2002)
[26] 李,P。;马丁·C·M。;Yeung,K.K。;Xue,W.,介电泳定向单壁碳纳米管作为pH传感器,生物传感器,1,23-35(2011)
[27] Lin,Y。;Lu,F。;Tu,Y。;Ren,Z.,基于碳纳米管纳米电极集成的葡萄糖生物传感器,Nano Lett。,4, 191-195 (2004)
[28] Zhao,K。;庄,S。;Chang,Z。;Songm,H。;戴,L。;何,P。;Fang,Y.,基于铂纳米颗粒组合排列碳纳米管电极的安培葡萄糖生物传感器,Electroanal,191069-1074(2007)
[29] 朱,Z。;Gancedo,L.G。;Flewitt,A.J。;谢,H。;Moussy,F。;Milne,W.I.,《基于碳纳米材料的葡萄糖生物传感器的评论:碳纳米管和石墨烯》,《传感器》,第12期,第5996-6022页(2012年)
[30] 何,P。;Dai,L.,定向碳纳米管-DNA电化学传感器,化学。社区。,3, 348-349 (2004)
[31] Yang,L。;Xu,Y。;王,X。;朱,J。;张,R。;何,P。;Fang,Y.,(β-环糊精衍生物功能化定向碳纳米管在通过主客体识别电化学DNA传感中的应用,Ana。蜂鸣器。《学报》,689,39-46(2011)
[32] Camponeschi,E。;万斯·R。;Al-Haik,M。;Garmestani,H。;Tannenbaum,R.,《磁场中碳纳米管聚合物复合材料的性能》,《碳》,452037-2046(2007)
[33] 阿卜杜拉,M。;院长,D。;西奥多,M。;菲尔丁,J。;尼亚罗,E。;Price,G.,《磁处理碳纳米管/环氧树脂纳米复合材料:形态、热和机械性能》,《聚合物》,51,1614-1620(2010)
[34] Garmestani,H。;Al-Haik,M.S。;Dahmen,K。;Tannenbaum,R。;李,D。;萨布林,S.S。;Hussaini,M.Y.,高磁场下碳纳米管的聚合物介导排列,高级材料。,15, 1918-1921 (2003)
[35] Correa-Duarte,医学硕士。;Grzelczak,M。;Salgueirino-Maceira,V。;Giersig,M。;Liz-Marzan,L.M。;法尔,M。;Sierazdki,K。;Diaz,R.,《通过磁性纳米粒子的附着在低磁场下对碳纳米管进行排列》,J.Phys。化学。B、 10919060-19063(2005)
[36] 施泰纳,B.W。;Dean,D.R.,溶液浇铸PET碳纳米管复合膜的磁场取向和电学性能,聚合物,50889-904(2009)
[37] Eringen,A.C.,《微极弹性线性理论》,J.Math。机械。,15, 909-923 (1966) ·Zbl 0145.21302号
[38] Eringen,A.C.,非局部极弹性连续统,国际。工程科学杂志。,10, 1-16 (1972) ·Zbl 0229.73006号
[39] Eringen,A.C.,《非局部连续体场理论》(2002),Springer-Verlag:Springer-Verlag NY·Zbl 1023.74003号
[40] 王,Q。;Wang,C.M.,用于碳纳米管建模的非局部连续介质力学的本构关系和小尺度参数,纳米技术,18075702(2007)
[41] 胡永国。;Liew,K.M。;王,Q。;何小强。;Yakobson,B.I.,弹性波在单壁和双壁碳纳米管中传播的非局部壳模型,J.Mech。物理学。固体,563475-3485(2008)·兹比尔1171.74373
[42] Heireche,H。;Tounsi,A。;Benzair,A。;马丘,M。;Bedia,E.A.A.,使用非局部弹性在单壁碳纳米管中的声波传播,Physica E,402791-2799(2008)
[43] Arash,B。;Ansari,R.,《初始应变下单壁碳纳米管振动中非局部参数的评估》,《物理E》,422058-2064(2010)
[44] 吴长平。;Lai,W.W.,使用基于RMVT的非局部Timoshenko梁理论和DQ方法在不同边界条件下嵌入单壁碳纳米管的自由振动,Physica E,68,8-21(2015)
[45] De Rosa,医学硕士。;Lippiello,M.,带有附加质量的单壁碳纳米管的非局部Timoshenko频率分析:替代哈密顿方法,复合材料B,111,409-418(2017)
[46] 张博士。;Lei,Y.J。;沈志斌,粘弹性介质中双壁碳纳米管的自由横向振动,力学学报。,227, 3657-3670 (2016)
[47] 张博士。;Lei,Y.J。;Wang,C.Y。;Shen,Z.B.,粘弹性单壁碳纳米管在粘弹性基础上的振动分析,J.Mech。科学。技术。,31, 87-98 (2017)
[48] Lee,H.L。;Chang,W.J.,使用非局部弹性理论的流体输送单壁碳纳米管的自由横向振动,J.Appl。物理。,103, 024302 (2008)
[49] Kiani,K.,《通过粗壮的单壁碳纳米管进行纳米颗粒输送:基于非线性-非局部连续性的审查》,Compos。结构。,116, 54-272 (2014)
[50] Kiani,K.,谐波振动基体下嵌入的细长和粗壮单壁碳纳米管的非局部激发和潜在不稳定性,Physica B,519,26-38(2017)
[51] 李,L。;胡,Y。;Ling,L.,基于非局部应变梯度理论的磁场下具有表面效应的粘弹性单壁碳纳米管中的波传播,Physica E,75,118-124(2016)
[52] Kiani,K.,磁影响双壁碳纳米管中的弹性波传播,麦加尼卡,501003-1026(2015)
[53] Murmu,T。;McCarthy,文学硕士。;Adhikari,S.,双壁碳纳米管在外加纵向磁场下的振动响应:非局部弹性方法,J.Sound Vib。,331, 5069-5086 (2012)
[54] 阿拉尼,A.G。;阿米尔,S。;Dashti,P。;Yousefi,M.,考虑表面效应的双键粘碳纳米管在磁场下的流致振动,计算。马特。科学。,86, 144-154 (2014)
[55] Arani,A.G。;Haghparast,E。;Z.K.马拉吉。;Amir,S.,考虑滑移条件的嵌入式DWCNT输送流体在磁场下的非局部振动和不稳定性分析,Proc。仪器机械。工程师C,229349-363(2015)
[56] 张博士。;Lei,Y.J。;沈振斌,嵌入粘弹性介质中的角形单壁碳纳米管在纵向磁场下的振动分析,国际力学杂志。科学。,118, 219-230 (2016)
[57] 张博士。;Lei,Y.J。;Shen,Z.B.,纵向磁场对粘弹性介质中单壁碳纳米管振动特性的影响,Braz。《物理学杂志》。,47, 640-656 (2017)
[58] Benzair,A。;Tounsi,A。;Besseghier,A。;Heireche,H。;穆雷,N。;Boumia,L.,《使用非局部Timoshenko梁理论对单壁碳纳米管振动的热效应》,J.Phys。D申请。物理。,41, 225404 (2008)
[59] Zidour,M。;Benrahou,K.H。;Semmah,A。;Naceri,M。;贝尔哈杰,H.A。;巴赫蒂,K。;Tounsi,A.,使用非局部Timoshenko梁理论对锯齿形单壁碳纳米管振动的热效应,计算。马特。科学。,51, 252-260 (2012)
[60] Murmu,T。;Pradhan,S.C.,基于非局部弹性理论嵌入弹性介质中的单壁碳纳米管的热机械振动,计算。马特。科学。,46, 854-859 (2009)
[61] 安萨里,R。;Ramezannezhad,H。;Ghoma,R.,热环境中嵌入多壁碳纳米管非线性振动的非局域梁理论,非线性动力学。,67, 2241-2254 (2012) ·Zbl 1322.74023号
[62] 王,B。;邓,Z。;欧阳,H。;Xu,X.,波型单壁载流碳纳米管在多物理场中的自由振动,应用。数学。型号。,39, 6780-6792 (2015) ·Zbl 1443.74119号
[63] 王,B。;邓,Z。;欧阳,H。;Zhang,K.,单壁流体输送碳纳米管在多物理场作用下的波动特性,Physica E,52,97-105(2013)
[64] Ke,L.L.公司。;Xiang,Y。;Yang,J.等人。;Kitipornchai,S.,基于非局部Timoshenko梁理论的嵌入式双壁碳纳米管的非线性自由振动,计算。马特。科学。,47, 409-417 (2009)
[65] Yang,J.等人。;Ke,L.L.公司。;Kitipornchai,S.,使用非局部Timoshenko梁理论的单壁碳纳米管的非线性自由振动,Physica E,42,1727-1735(2010)
[66] 安萨里,R。;Ramezannezhad,H.,嵌入多壁碳纳米管大振幅振动的非局部Timoshenko梁模型,包括热效应,Physica E,43,1171-1178(2011)
[67] 方,B。;Zhen,Y.X。;张,C.P。;唐寅,基于非局部弹性理论的双壁碳纳米管非线性振动分析,应用。数学。型号。,37, 1096-1107 (2013) ·Zbl 1351.74039号
[68] Kiani,K.,轴向移动单壁碳纳米管的纵向、横向和扭转振动及稳定性,Curr。申请。物理。,13, 1651-1660 (2013)
[69] Kiani,K.,由功能梯度材料制成的移动纳米级梁状结构的纵向和横向不稳定性,Compos。结构。,107, 610-619 (2014)
[70] Li,C.,轴向移动压电纳米梁的非局部热电-机械耦合振动,机械。基于Des。结构。马赫数。,45, 463-478 (2017)
[71] 刘建杰。;李,C。;Fan,X.L。;Tong,L.H.,基于非局部弹性理论的轴向运动纳米板的横向自由振动和稳定性,应用。数学。型号。,45, 65-84 (2017) ·Zbl 1446.74028号
[72] 李,C。;刘建杰。;Cheng,M。;Fan,X.L.,轴向移动粘弹性压电纳米板在热电机械力作用下参数共振的非局部振动和稳定性,复合材料B,116,153-169(2017)
[73] Joseph,J.,垂直排列碳纳米管阵列的数值建模和表征(2013),(博士论文)
[74] Kiani,K.,单壁碳纳米管二维和三维系综强迫振动分析的非局部连续模型,Physica E,60229-245(2014)
[75] Kiani,K.,垂直排列单壁碳纳米管二维系综的平面内和平面外动态弯曲行为,Physica B,449,164-180(2014)
[76] Kiani,K.,单壁碳纳米管粗集自由振动的非局部离散和连续建模,Curr。申请。物理。,14, 1116-1139 (2014)
[77] Kiani,K.,《使用非局部离散和连续理论的单壁碳纳米管排列森林中的波特征》,《国际力学杂志》。科学。,90, 278-309 (2015)
[78] Kiani,K.,《存在平面内单向磁场时单壁碳纳米管平面内取向膜的自由振动》,J.Vib。控制,223736-3766(2016)·Zbl 1373.82109号
[79] Kiani,K.,使用非局部离散和连续模型对单壁碳纳米管垂直排列整体的轴向屈曲分析,机械学报。,225, 3569-3589 (2014) ·Zbl 1326.74057号
[80] Kiani,K.,粗壮单壁碳纳米管单层膜柱屈曲的非局部和剪切效应,复合材料B,79,535-552(2015)
[81] Reddy,J.N.,具有横向剪切变形的板的精细非线性理论,Int.J.Solids Struct。,20, 881-896 (1984) ·Zbl 0556.73064号
[82] Bickford,W.B.,一致的高阶梁理论,Dev.Theor。申请。机械。,11, 137-150 (1982)
[83] Reddy,J.N.,梁弯曲、屈曲和振动的非局部理论,国际。工程科学杂志。,45, 288-307 (2007) ·Zbl 1213.74194号
[84] Reddy,J.N.,梁和板的经典弯曲和剪切变形理论的非局部非线性公式,国际。工程科学杂志。,48, 1507-1518 (2010) ·兹比尔1231.74048
[85] Zhang,Y.C。;Wang,X.,碳纳米管/聚合物复合材料界面应力传递特性的热效应,国际固体结构杂志。,42, 5399-5412 (2005) ·Zbl 1119.74361号
[86] 沈建平。;Li,C.,极薄微/纳米梁的半连续弯曲分析和非局部微分构造的新建议,Compos。结构。,172, 210-220 (2017)
[87] 李,C。;李,S。;姚力强。;Zhu,Z.K.,纳米棒/纳米管纵向自由振动的非局部理论方法和原子模拟以及不同非局部模型的验证,应用。数学。型号。,39, 4570-4585 (2015) ·Zbl 1443.74212号
[88] 李,C。;姚力强。;陈伟强。;Li,S.,纳米悬臂梁非局部效应评论,国际。工程科学杂志。,87,47-57(2015)
此参考列表基于出版商或数字数学图书馆提供的信息。其项与zbMATH标识符进行启发式匹配,可能包含数据转换错误。在某些情况下,zbMATH Open的数据对这些数据进行了补充/增强。这试图尽可能准确地反映原始论文中列出的参考文献,而不要求完整或完全匹配。