哈米德·托拉比;马哈茂德·沙里亚蒂;Elahehsadat Sedaghat公司;阿里·拉什卡里·扎德 通过结构力学方法研究了理想和缺陷DWCNT在轴向、弯曲和扭转载荷下的屈曲行为。 (英语) Zbl 1293.74130号 麦加尼卡 1959-1974年第8期第48号(2013). 摘要:利用结构力学模型研究了完全和缺陷双壁碳纳米管(DWCNT)在轴向压缩、扭转和弯曲载荷下的屈曲行为。使用非线性弹簧单元进一步模拟了范德华力(vdW)的影响。研究了不同长径比扶手椅纳米管的临界屈曲载荷、临界屈曲力矩和空位缺陷的影响。结果表明,空位缺陷大大降低了DWCNT的临界屈曲载荷。缺陷密度对DWCNT的屈曲起着重要作用。该数值模型的结果与他们现有的可比工作一致。 引用于三文件 MSC公司: 74G60型 分叉和屈曲 74M25型 固体微观力学 关键词:结构力学方法;屈曲;双壁碳纳米管;空位缺陷 PDF格式BibTeX公司 XML格式引用 \textit{H.Torabi}等人,麦加尼卡48号,第8期,1959--1974(2013;Zbl 1293.74130) 全文: 内政部 参考文献: [1] Iijima S(1991)石墨碳螺旋微管。自然354(6348):56-58·数字对象标识代码:10.1038/354056a0 [2] Dresselhaus MS、Dresselchaus G、Eklund PC(1996)《富勒烯和碳纳米管的科学:它们的性质和应用》。圣地亚哥学术出版社 [3] Che J,Cagin T,Goddard WA(2000),碳纳米管的导热性。纳米技术11(2):65-69·doi:10.1088/0957-4484/11/2/305 [4] Nardelli MB,Fattebert JL,Orlikowski D,Roland C,Zhao Q,Bernholc J(2000)碳纳米管的机械性能、缺陷和电子行为。碳38(11):1703-1711·doi:10.1016/S0008-6223(99)00291-2 [5] Thostenson ET,Ren Z,Chou TW(2001)《碳纳米管及其复合材料科学技术进展:综述》。化合物科学技术61(13):1899-1912·doi:10.1016/S0266-3538(01)00094-X [6] Pantano A、Parks MD、Boyce MC(2003)基于非线性结构力学的碳纳米管变形建模。物理评论稿91(14):145504·doi:10.1103/PhysRevLett.91.145504 [7] Pantano A、Parks MD、Boyce MC(2004)《单壁和多壁碳纳米管的变形力学》。机械物理固体杂志52(4):789-821·Zbl 1106.74376号 ·doi:10.1016/j.jmps.2003.08.004 [8] Arroyo M,Belytschko T(2003)厚多壁碳纳米管的非线性机械响应和波纹。物理评论稿91(21):215505·doi:10.1103/PhysRevLett.91.215505 [9] Arroyo M,Belytschko T(2004)基于指数Cauchy-Born规则的碳纳米管有限晶体弹性。Phys修订版B 69(11):115415,第12页·doi:10.103/物理版本B.69.115415 [10] Arroyo M,Belytschko T(2005),碳纳米管的连续力学建模和模拟。麦加尼卡40(4):455-469·Zbl 1106.74006号 ·doi:10.1007/s11012-005-2133-y [11] Yao X,Han Q(2007)温度场下多壁碳纳米管轴向压缩屈曲的研究。合成科学技术67(1):125-134·doi:10.1016/j.compscitech.2006.03.021 [12] Li C,Chou TW(2003)多壁碳纳米管的弹性模量和范德瓦尔斯力的影响。作曲科技63:1517-1524·doi:10.1016/S0266-3538(03)00072-1 [13] Tserpes KI,Papanikos P(2005),单壁碳纳米管的有限元建模。复合材料。B部分36(5):468-477·doi:10.1016/j.composites.2004.10.003 [14] Hu N,Fukunaga H,Lu C,Kameyama M,Yan B(2005)碳纳米管增强复合材料弹性性能的预测。Proc R Soc A,数学物理与工程科学461(2058):1685-1710·doi:10.1098/rspa.2004.1422 [15] Kalamkarov AL、Georgiades AV、Rokkam SK、Veedu VP、GhasemiNejhad MN(2006)预测碳纳米管性能的分析和数值技术。国际J固体结构43(22):6832-6854·Zbl 1120.74721号 ·doi:10.1016/j.ijsolstr.2006.02.009 [16] Wang Q(2005)范德华相互作用对双壁碳纳米管分析的影响。国际J结构Stab Dyn 5(3):457-474·doi:10.1142/S0219455405001635 [17] Wan H,Delale F(2010)预测碳纳米管力学性能的结构力学方法。麦加尼卡45(1):43-51·Zbl 1184.74052号 ·doi:10.1007/s11012-009-9222-2 [18] Meo M,Rossi M(2006),单壁碳纳米管拉伸失效预测。工程分形力学73(17):2589-2599·Zbl 1445.62216号 ·doi:10.1016/j.engfracmech.2006.05.005 [19] Natsuki T、Tantrakarn K、Endo M(2004)《单壁碳纳米管弹性性能的预测》。碳42:39-45·doi:10.1016/j.carbon.2003.09.011 [20] Wang CM,Ma YQ,Zhang YY,Ang KK(2006)用固体壳元模拟的双壁碳纳米管的屈曲。应用物理杂志99(11):114317·doi:10.1063/1.2202108 [21] Odegard GM、Gates TS、Nicholson LM、Wise KE(2002),纳米管增强聚合物复合材料的本构建模。NASA/TM,211454 [22] Zhang YY,Wang CM,Tan VBC(2006)利用Timoshenko梁理论研究多壁碳纳米管的屈曲。《工程机械杂志》132(9):952-958 [23] Elishakoff I、Pentaras D、Dujat K、Versaci C、Muscolino G等人(2012年)。碳纳米管和纳米传感器:振动、屈曲和弹道冲击(ISTE)。纽约威利·doi:10.1002/9781118562000 [24] 孙春秋,刘克星,洪YS(2012)不同边界条件下多壁碳纳米管的轴对称压缩屈曲。机械学报28:83-90·Zbl 1288.74026号 ·doi:10.1007/s10409-011-0546-5 [25] Sears A,Batra RC(2006)多壁碳纳米管在轴向压缩下的屈曲。物理版B 73(8):805410,12页·doi:10.1103/PhysRevB.73.085410 [26] Liew KM,Wong CH,He XQ,Tan MJ,Meguid SA(2004)单壁和多壁碳纳米管的纳米力学。物理版B 69(11):115429·doi:10.1103/PhysRevB.69.115429 [27] Brenner DW(1990)碳氢化合物用于模拟金刚石薄膜的化学气相沉积的经验潜力。物理版B 42(15):9458-9471·doi:10.1103/PhysRevB.42.9458 [28] Lu JM,Hwang CC,Kuo QY,Wang YC(2008)多壁碳纳米管的机械屈曲:长细比的影响。物理E 40(5):1305-1308·doi:10.1016/j.physe.2007.08.120 [29] Zhang YY,Tan VBC,Wang CM(2007)应变速率对单壁和双壁碳纳米管屈曲行为的影响。碳45(3):514-523·doi:10.1016/j.carbon.2006.10.020 [30] Stone AJ,Wales DJ(1986)二十面体C60的理论研究。化学物理快报128(5):501-503·doi:10.1016/0009-2614(86)80661-3 [31] Xin H,Han Q,Yao XH(2007)完美和缺陷单壁碳纳米管的屈曲和轴向压缩性能。碳45(13):2486-2495·doi:10.1016/j.carbon.2007.08.037 [32] Sammalkorpi M、Krasheninikov A、Kuronen A、Nordlund K、Kaski K(2005)勘误表:含空位和相关缺陷的碳纳米管的机械性能。物理版B 71(16):169906·doi:10.1103/PhysRevB.71.169906 [33] Xin H,Han Q,Yao XH(2008)通过分子动力学模拟轴向压缩下缺陷单壁和双壁碳纳米管的屈曲。化合物科学技术68(7):1809-1819 [34] Lu YJ,Wang X(2006)多壁碳纳米管的组合扭转屈曲。《物理学杂志》D,《应用物理学》39(15):3380-3387·doi:10.1088/0022-3727/39/15/024 [35] Wang CM,Tay ZY,Chowdhuary ANR,Duan WH,Zhang YY,Silvestre N(2011)碳纳米管屈曲圆柱壳理论的检验。国际J结构Stab Dyn 11(06):1035-1058·doi:10.1142/S0219455411004464 [36] Wang Q,Quek ST,Varadan VK(2007),碳纳米管的扭转屈曲。物理快报A 367(1):135-139·doi:10.1016/j.physleta.2007.02.099 [37] Yao X,Han Q(2008)单壁碳纳米管在扭矩作用下的连续介质力学非线性后屈曲分析。Eur J Mech A,固体27(5):796-807·Zbl 1146.74020号 ·doi:10.1016/j.euromechsol.2007.11.012 [38] Yao X,Han Q(2008)双壁碳纳米管的扭转屈曲和后屈曲平衡路径。合成科学技术68(1):113-120·doi:10.1016/j.compscitech.2007.05.025 [39] Wang Q(2008)碳纳米管的机械不稳定性建模。碳46(2):1159-1174 [40] Wang X,Wang XY,Xiao J(2005)具有波纹变形的碳纳米管弯曲模量的非线性分析。合成结构69(3):315-321·doi:10.1016/j.compstruct.2004.07.009 [41] Yao X,Han Q,Xin H(2008)单壁和多壁碳纳米管的弯曲屈曲行为。作曲材料科学43(4):579-590·doi:10.1016/j.commatsci.2007.12.019 [42] Parvaneh V,Shariati M,Majd Sabeti AM(2009)通过结构力学方法研究空位缺陷对SWCNT屈曲行为的影响。Eur J Mech A,固体28(6):1072-1078·Zbl 1176.74071号 ·doi:10.1016/j.euromechsol.2009.05.007 [43] Cornell WD、Cieplak P、Bayly CI等人(1995)第二代力场,用于模拟蛋白质、核酸和有机分子。美国化学学会杂志117(19):5179-5197·doi:10.1021/ja00124a002 [44] Parvaneh V,Shariati M(2011)缺陷和载荷对SWCNT杨氏模量预测的影响。机械学报216(1):281-289·Zbl 1398.74267号 ·doi:10.1007/s00707-010-0373-y [45] Parvaneh V、Shariati M、Torabi H(2011)完美和缺陷SWCNT的频率分析。作曲材料科学50(7):2051-2056·doi:10.1016/j.com.matsci.2011.02.007 [46] Parvaneh V,Shariati M,Torabi H,Majd Sabeti AM(2011)通过结构力学方法,边界条件和缺陷对SWCNT屈曲行为的影响。纳米材料杂志16:297902 [47] Haile JM(1992)分子动力学模拟:基本方法。纽约威利 [48] Walther JH、Jaffe R、Halicioglu T、Koumoutsakos P(2001)《水中碳纳米管:结构特征和能量学》。物理化学杂志B 105(41):9980-9987·doi:10.1021/jp011344u [49] Li C,Chou TW(2004)用分子结构力学方法模拟碳纳米管的弹性屈曲。机械材料36(11):1047-1055·doi:10.1016/j.mechmat.2003.08.009 [50] Lashkari Zadeh A、Shariati M、Torabi H(2012)通过结构力学模型对碳纳米管束在轴向压缩、弯曲和扭转载荷下的屈曲分析。物理化学固体杂志73(11):1282-1289·doi:10.1016/j.jpcs.2012.06.014 [51] Wong EW、Sheehan PE、Lieber CM(1997)《纳米束力学:纳米棒和纳米管的弹性、强度和韧性》。《科学》277(5334):1971-1975·doi:10.126/科学277.5334.1971 [52] Salveta JP、Briggs AD、Bonard JM、Bacsa RR、Kulik AJ、Stockli T、Burnham NA、Forro L(1999)《单壁碳纳米管绳索的弹性模量和剪切模量》。物理评论稿82(5):944-947·doi:10.1103/PhysRevLett.82.944 [53] Zhang YY,Wang CM,Duan WH,Xiang Y,Zong Z(2009)预测单壁碳纳米管屈曲应变的连续介质力学模型评估。纳米技术20:395707-395715·doi:10.1088/0957-4484/20/39/395707 [54] He XQ,Kitipornchai S,Liew KM(2005)《多壁碳纳米管的屈曲分析:范德瓦尔斯相互作用的连续模型》。机械物理固体杂志53(2):303-326·Zbl 1162.74354号 ·doi:10.1016/j.jmps.2004.08.003 [55] Liew KM,He XQ,Wong CH(2004)利用分子动力学模拟研究多壁碳纳米管在轴向拉伸下的弹性和塑性特性。《母亲学报》52:2521-2527·doi:10.1016/j.actamat.2004.01.043 [56] Soong SH(2009)双壁碳纳米管的扭转屈曲。参加:新加坡国立大学肯特岭分校14届NUROP大会 [57] Yang SH,Wei ZX(2009)sp3层间桥接对双壁碳纳米管扭转行为影响的分子动力学研究。物理快报A 373(6):682-685·doi:10.1016/j.physleta.2008.12.041 [58] 钎焊工LG(1927)关于薄圆柱壳和其他“薄”截面的弯曲。Proc R Soc Lond Ser A 116(773):104-114·doi:10.1098/rspa.1927.0125 [59] Yakobson BI、Brabec CJ、Bernholc J(1996)《碳管纳米力学:线性响应以外的不稳定性》。物理评论稿76(14):2511-2514·doi:10.103/PhysRevLett.762.511 [60] Parvaneh V,Shariati M,Torabi H(2012)通过结构力学模型研究完美和有缺陷的单壁碳纳米管的弯曲屈曲行为。机械学报223(11):2369-2378·Zbl 1307.74036号 ·doi:10.1007/s00707-012-0711-3 [61] Cao G,Chen X(2006)单壁碳纳米管的屈曲行为和目标分子力学方法。《物理评论B》74(16):165422·doi:10.1103/PhysRevB.74.165422 [62] Silvestre N(2008)单壁碳纳米管中关键测量的长度依赖性。国际J固体结构45(18):4902-4920·Zbl 1169.74409号 ·doi:10.1016/j.ijsolstr.2008.04.029 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。