本文選題：鎂基復(fù)合材料　切入點(diǎn)：碳納米管　出處：《沈陽工業(yè)大學(xué)》2016年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：鎂基復(fù)合材料是近年來發(fā)展較快的新型高強(qiáng)輕質(zhì)復(fù)合材料。具有高導(dǎo)電和導(dǎo)熱率,高比模量、優(yōu)良的阻尼減震性能及力學(xué)性能,硬度高,耐磨性良好。不僅是航空航天等廣泛應(yīng)用的結(jié)構(gòu)材料,還可作為飛機(jī)部件,船體外殼,承力結(jié)構(gòu),支撐緩沖的基礎(chǔ)材料,是一種具有廣闊發(fā)展前景的新型材料。金屬基復(fù)合材料傳統(tǒng)的增強(qiáng)相包括:纖維,晶須,顆粒,而由于碳納米管具有高強(qiáng)度和低密度,以及良好的穩(wěn)定性。因此它有可能是一種理想的增強(qiáng)相材料,近年來碳納米管也越來越引起研究界的重視。而作為增強(qiáng)相的碳納米管尺寸非常小,實(shí)驗(yàn)操作比較困難。因此可用有限元分析軟件研究復(fù)合材料的力學(xué)性能,以拓展碳納米管增強(qiáng)體復(fù)合材料的應(yīng)用。本文主要運(yùn)用密度泛函和連續(xù)介質(zhì)力學(xué)的理論以及相對應(yīng)的軟件MS和ANSYS解決碳納米管增強(qiáng)鎂基復(fù)合材料力學(xué)性能的計(jì)算。課題研究主要包括以下內(nèi)容:(1)本文第一部分研究內(nèi)容采用模擬軟件MS,基于密度泛函理論的量子力學(xué)程序CASTEP模塊,對碳納米管含有異質(zhì)原子,預(yù)設(shè)缺陷及不同長徑比時(shí),對其進(jìn)行相同程度的拉伸形變,計(jì)算模型的結(jié)合能,分析其穩(wěn)定性及其對碳納米管的力學(xué)性能的影響。發(fā)現(xiàn)在相同拉伸載荷下,本征碳納米管穩(wěn)定性最弱。(2)本文第二部分利用連續(xù)介質(zhì)力學(xué)的理論,用有限元軟件ANSYS建造含不同長徑比和不同相位角的碳納米管增強(qiáng)鎂基復(fù)合材料模型在拉伸載荷下對復(fù)合材料應(yīng)力分布影響。發(fā)現(xiàn)應(yīng)力以碳納米管的軸向呈近似對稱分布,長徑比為5的模型及兩個(gè)碳納米管軸向分布呈60?時(shí),最大應(yīng)力值最小,表明在相同拉伸載荷下,該模型力學(xué)性能最好,最不易破壞。(3)本文第三部分研究復(fù)合材料含有缺陷時(shí)拉伸載荷對復(fù)合材料的應(yīng)力分布影響。分別選取無缺陷,鎂基含有豎向缺陷,橫向缺陷和環(huán)向缺陷的簡化模型。發(fā)現(xiàn)復(fù)合材料在受到拉伸載荷時(shí),豎向缺陷的模型最易斷裂,而鎂基含有環(huán)向缺陷時(shí)最不易破壞。
[Abstract]:Magnesium matrix composite is a new type of high strength lightweight composite materials developed rapidly in recent years. It has high conductivity and high thermal conductivity, high specific modulus, damping properties and mechanical properties, excellent hardness, good abrasion resistance. Not only is the structural material widely used in aerospace, also can be used as aircraft components, hull, bearing the basic structure, material support buffer, is a kind of new material and has broad prospects for development. The traditional reinforced metal matrix composite material includes: fiber, whisker, particles, and the carbon nanotubes with high strength and low density, and good stability. So it may be an ideal reinforcement materials. In recent years, carbon nanotube has attracted the attention of the research community. But as the reinforcement of carbon nanotube size is very small, the operation is more difficult. Therefore the available finite element analysis software to study the composite force School performance, in order to expand the application of carbon nanotube reinforced composites. This paper mainly uses density functional theory and the theory of continuum mechanics and the corresponding software MS and ANSYS to solve the calculation of carbon nanotube reinforced mechanical properties of magnesium matrix composite. The research mainly includes the following contents: (1) the first part of this paper to study the simulation the software of MS, quantum mechanics program CASTEP module based on the density functional theory of carbon nanotubes containing hetero atoms, preset defects and different slenderness ratio, tensile deformation on the same level, combined with the calculation model, it analyzes the influence of stability and mechanical properties of carbon nanotubes. Found in the same under tensile load the intrinsic stability of carbon nanotubes, the weakest. (2) the theory of using continuum mechanics in the second, using the finite element software ANSYS built with different slenderness ratio and different phase The model of carbon nanotubes reinforced angle magnesium matrix composite stress of composite under tensile load. It is found that the stress distribution influence of carbon nanotubes is approximate to the axial symmetric distribution, the slenderness ratio is 5 and the model two carbon nanotube axial distribution is 60?, the maximum stress value of the minimum, shows that in the same stretch under the load, the model of the best mechanical properties, the most difficult to destroy. (3) the third part of this paper studies a composite material containing defects when the tensile load of the composite stress distribution were selected. No defects, magnesium containing vertical defects, transverse defects and circumferential defects of the simplified model. The composite materials under tension when the loads vertical defect model is the most easy to fracture, and the magnesium matrix with circumferential defect is the most difficult to destroy.

【學(xué)位授予單位】：沈陽工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TB333

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 陳曉,傅高升,錢匡武;鎂基復(fù)合材料的研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢[J];機(jī)電技術(shù);2003年S1期

2 張修慶,滕新營,王浩偉;鎂基復(fù)合材料的制備工藝[J];熱加工工藝;2004年03期

3 胡茂良,吉澤升,宋潤賓,鄭小平;鎂基復(fù)合材料國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及展望[J];輕合金加工技術(shù);2004年11期

4 譚娟;馬南鋼;;鎂基復(fù)合材料的制備方法研究[J];材料導(dǎo)報(bào);2006年S2期

5 杜文博;嚴(yán)振杰;吳玉鋒;王朝輝;左鐵鏞;;鎂基復(fù)合材料的制備方法與新工藝[J];稀有金屬材料與工程;2009年03期

6 田君;李文芳;韓利發(fā);彭繼華;劉剛;;鎂基復(fù)合材料的研究現(xiàn)狀及發(fā)展[J];材料導(dǎo)報(bào);2009年17期

7 谷雪花;楊方;齊樂華;周計(jì)明;;鎂基復(fù)合材料新型制備工藝及其應(yīng)用[J];塑性工程學(xué)報(bào);2011年02期

8 邱慧;劉建秀;周亞軍;;粉末冶金鎂基復(fù)合材料研究進(jìn)展[J];輕合金加工技術(shù);2012年12期

9 蔡葉,蘇華欽;鎂基復(fù)合材料研究的回顧與展望[J];特種鑄造及有色合金;1996年03期

10 李榮華,黃繼華,殷聲;鎂基復(fù)合材料研究現(xiàn)狀與展望[J];材料導(dǎo)報(bào);2002年08期

相關(guān)會議論文 前10條

1 陳曉;傅高升;錢匡武;;鎂基復(fù)合材料的研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢[A];福建省科協(xié)第三屆學(xué)術(shù)年會裝備制造業(yè)專題學(xué)術(shù)年會論文集[C];2003年

2 王建軍;王智民;;鎂基復(fù)合材料的制備技術(shù)及其超塑性研究[A];全國第十三屆輕合金加工學(xué)術(shù)交流會論文集[C];2005年

3 梁明;鄭明毅;吳昆;;硼酸鋁晶須增強(qiáng)鎂基復(fù)合材料的界面結(jié)構(gòu)[A];復(fù)合材料：生命、環(huán)境與高技術(shù)——第十二屆全國復(fù)合材料學(xué)術(shù)會議論文集[C];2002年

4 劉貫軍;李文芳;;硅酸鋁短纖維增強(qiáng)鎂基復(fù)合材料的界面反應(yīng)及界面結(jié)合強(qiáng)度[A];復(fù)合材料——基礎(chǔ)、創(chuàng)新、高效：第十四屆全國復(fù)合材料學(xué)術(shù)會議論文集（上）[C];2006年

5 李淑波;鄭明毅;吳昆;;晶須增強(qiáng)鎂基復(fù)合材料的高溫壓縮變形研究[A];復(fù)合材料：生命、環(huán)境與高技術(shù)——第十二屆全國復(fù)合材料學(xué)術(shù)會議論文集[C];2002年

6 彭偉鋒;趙敏;鄭明毅;吳昆;;加載熱循環(huán)對SiC_w/AZ91鎂基復(fù)合材料力學(xué)性能的影響[A];復(fù)合材料：生命、環(huán)境與高技術(shù)——第十二屆全國復(fù)合材料學(xué)術(shù)會議論文集[C];2002年

7 嚴(yán)峰;趙敏;吳昆;;SiC_w/MB15鎂基復(fù)合材料超塑性變形過程中的織構(gòu)分析[A];復(fù)合材料：生命、環(huán)境與高技術(shù)——第十二屆全國復(fù)合材料學(xué)術(shù)會議論文集[C];2002年

8 陳禮清;董群;于寶海;馬宗義;;具有網(wǎng)絡(luò)互穿結(jié)構(gòu)TiC/AZ91D鎂基復(fù)合材料的一種合成方法[A];2005年功能材料學(xué)術(shù)年會論文集[C];2005年

9 劉家滿;趙敏;董尚利;楊德莊;吳昆;;熱循環(huán)對擠壓態(tài)SiC_w/AZ91鎂基復(fù)合材料力學(xué)性能的影響[A];復(fù)合材料：生命、環(huán)境與高技術(shù)——第十二屆全國復(fù)合材料學(xué)術(shù)會議論文集[C];2002年

10 陳曉;傅高升;錢匡武;;自生Mg_2Si/ZM5鎂基復(fù)合材料組織與力學(xué)性能[A];第六屆21�。ㄊ�、自治區(qū)）4市鑄造學(xué)術(shù)會議論文集[C];2004年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前10條

1 李成棟;超聲輔助攪拌鑄造制備CNTs/Mg-6Zn鎂基復(fù)合材料及其組織性能[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2014年

2 曹瑋;原位TiC_p增強(qiáng)鎂基復(fù)合材料制備及其性能研究[D];上海交通大學(xué);2009年

3 曹瑋;原位TiCp增強(qiáng)鎂基復(fù)合材料制備及其性能研究[D];上海交通大學(xué);2009年

4 金培鵬;硼酸鎂晶須增強(qiáng)鎂基復(fù)合材料的力學(xué)與界面行為[D];蘭州理工大學(xué);2009年

5 陳曉;原位自生顆粒增強(qiáng)鎂基復(fù)合材料的研究[D];中南大學(xué);2005年

6 張從發(fā);自生增強(qiáng)鎂基復(fù)合材料設(shè)計(jì)制備及組織調(diào)控研究[D];上海交通大學(xué);2010年

7 王慧遠(yuǎn);原位顆粒增強(qiáng)鎂基復(fù)合材料的制備[D];吉林大學(xué);2004年

8 張美娟;石墨、氧化鋁及碳纖維增強(qiáng)鎂基復(fù)合材料的組織和磨損[D];吉林大學(xué);2010年

9 修坤;TiC_p/AZ91鎂基復(fù)合材料組織及耐磨性的研究[D];吉林大學(xué);2006年

10 郭煒;反復(fù)壓縮大塑性變形制備鎂基復(fù)合材料的組織與性能研究[D];上海交通大學(xué);2013年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 王曉明;TC4p/AZ91鎂基復(fù)合材料的制備與組織性能研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2015年

2 盧楠楠;SiCp/AZ91D鎂基復(fù)合材料的摩擦磨損行為研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2015年

3 蕭柱華;原位自生RE_xSi_y/GW系鎂基復(fù)合材料組織與性能研究[D];上海交通大學(xué);2015年

4 姜艷;碳納米管增強(qiáng)鎂基復(fù)合材料應(yīng)力場有限元分析[D];沈陽工業(yè)大學(xué);2016年

5 嚴(yán)興菊;Mg_2B_2O_5w/AZ91D鎂基復(fù)合材料及其陽極氧化膜的耐蝕性研究[D];成都理工大學(xué);2011年

6 鄭再陽;Mg_2B_2O_5W/AZ31鎂基復(fù)合材料熱壓縮性能及其織構(gòu)研究[D];成都理工大學(xué);2012年

7 賀雄偉;鎂基復(fù)合材料流變成型的數(shù)值模擬研究[D];南昌大學(xué);2009年

8 王老虎;鎂基復(fù)合材料外場下制備及組織性能研究[D];大連理工大學(xué);2013年

9 李增苗;Mg_2B_2O_5/AZ63B鎂基復(fù)合材料塑性成形的試驗(yàn)研究與數(shù)值模擬[D];青海大學(xué);2014年

10 劉睿;顆粒增強(qiáng)鎂基復(fù)合材料高溫性能及熱加工圖研究[D];上海交通大學(xué);2010年

，

本文編號：1583939