本文關(guān)鍵詞：碳納米管多尺度無網(wǎng)格動(dòng)力學(xué)模型及動(dòng)響應(yīng)計(jì)算方法研究

  更多相關(guān)文章： 碳納米管 動(dòng)力學(xué) 多尺度 本征梁理論 無網(wǎng)格方法

【摘要】：碳納米管作為一種新型材料,具有許多傳統(tǒng)材料不可比擬的優(yōu)異力學(xué)性能,可廣泛應(yīng)用于電子、醫(yī)藥、化工、軍事、航空航天等眾多領(lǐng)域。本論文的研究旨在建立能夠準(zhǔn)確描述并高效計(jì)算碳納米管力學(xué)行為的模型,從而對碳納米管的靜力和動(dòng)力學(xué)響應(yīng)進(jìn)行研究。本論文介紹了Hodges提出的本征梁動(dòng)力學(xué)控制方程,該方程采用曲率和應(yīng)變描述梁三維空間的變形,具有形式簡潔,階數(shù)低,協(xié)調(diào)性好等優(yōu)點(diǎn)�；贖odges提出的本征梁理論,本文提出了一種可用于求解碳納米管準(zhǔn)靜態(tài)響應(yīng)的高效打靶法,該打靶法無需迭代即可求解一般非線性懸臂梁受伴隨載荷下的平衡問題。然后,本文采用插值類型的配點(diǎn)型無網(wǎng)格方法,對本征梁運(yùn)動(dòng)控制方程進(jìn)行空間離散,推導(dǎo)出適用于一般梁的本征無網(wǎng)格動(dòng)力學(xué)方程,可準(zhǔn)確求解梁的非線性動(dòng)力學(xué)響應(yīng)�；诙喑叨冉Ｋ枷�,結(jié)合本征梁方程基本變量和碳納米管結(jié)構(gòu)的特點(diǎn),定義了適用于本征梁方程的代表體積單元,引入修正Morse勢能,得到碳納米管以曲率和應(yīng)變表示的單位長度勢能密度函數(shù),從而建立了碳納米管適用于本征梁方程的本構(gòu)方程,進(jìn)而得到碳納米管的本征平衡方程和無網(wǎng)格動(dòng)力學(xué)方程。最后,模擬計(jì)算了碳納米管的準(zhǔn)靜態(tài)響應(yīng)和載荷激勵(lì)下的動(dòng)力學(xué)響應(yīng),得到其彎曲、扭轉(zhuǎn)剛度以及彈性模量,并估測出碳納米管振動(dòng)的固有頻率。
【關(guān)鍵詞】：碳納米管 動(dòng)力學(xué) 多尺度 本征梁理論 無網(wǎng)格方法
【學(xué)位授予單位】：南京航空航天大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：O613.71;TB383.1
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-10
• 注釋表10-11
• 縮略詞11-12
• 第一章 緒論12-20
• 1.1 碳納米管的結(jié)構(gòu)12-13
• 1.2 碳納米管的力學(xué)研究方法回顧13-17
• 1.2.1 實(shí)驗(yàn)方法13-14
• 1.2.2 分子動(dòng)力學(xué)方法14-15
• 1.2.3 基于連續(xù)體理論方法15-16
• 1.2.4 多尺度連續(xù)方法16-17
• 1.3 本文的主要研究工作及內(nèi)容安排17-20
• 第二章 基于本征梁理論和Shooting法求解非線性曲梁的三維平衡問題20-36
• 2.1 引言20-22
• 2.2 本征梁方程22-25
• 2.2.1 運(yùn)動(dòng)學(xué)方程22-24
• 2.2.2 平衡方程24-25
• 2.3 利用Shooting方法求解本征平衡方程25-29
• 2.4 應(yīng)用與計(jì)算29-35
• 2.4.1 平面內(nèi)受伴隨力的情況29-33
• 2.4.2 三維空間受伴隨力的情況33-35
• 2.5 本章小結(jié)35-36
• 第三章 基于本征梁的無網(wǎng)格動(dòng)力學(xué)方程36-48
• 3.1 引言36
• 3.2 本征梁動(dòng)力學(xué)控制方程36-37
• 3.3 梁的無網(wǎng)格本征方程37-41
• 3.3.1 基于點(diǎn)插值的配點(diǎn)型無網(wǎng)格方法37-38
• 3.3.2 基于梁的本征動(dòng)力學(xué)方程的無網(wǎng)格方程38-40
• 3.3.3 時(shí)域積分40-41
• 3.4 數(shù)值仿真應(yīng)用41-45
• 3.4.1 本征梁無網(wǎng)格動(dòng)力學(xué)方程在梁彎曲變形中的應(yīng)用41-43
• 3.4.2 本征梁無網(wǎng)格動(dòng)力學(xué)方程在梁彎曲與扭轉(zhuǎn)變形中的應(yīng)用43-45
• 3.5 本章小結(jié)45-48
• 第四章 碳納米管的無網(wǎng)格動(dòng)力學(xué)模型48-64
• 4.1 引言48-49
• 4.2 碳納米管的本征動(dòng)力學(xué)方程49-52
• 4.2.1 CNT的構(gòu)型運(yùn)動(dòng)學(xué)方程49-51
• 4.2.2 CNT的本征動(dòng)力學(xué)控制方程51-52
• 4.3 基于原子尺度的本構(gòu)模型52-55
• 4.3.1 修正的Morse勢能基于原子尺度的本構(gòu)模型52
• 4.3.2 代表體積單元(RVE)的修正Morse勢能52-55
• 4.4 CNT的多尺度無網(wǎng)格本征方程55-56
• 4.5 基于多尺度方法CNT本征模型的響應(yīng)仿真56-62
• 4.5.1 碳納米管的準(zhǔn)靜態(tài)響應(yīng)56-60
• 4.5.2 碳納米管的動(dòng)力學(xué)響應(yīng)60-62
• 4.6 本章小結(jié)62-64
• 第五章 結(jié)論與展望64-66
• 5.1 結(jié)論64-65
• 5.2 工作展望65-66
• 參考文獻(xiàn)66-77
• 致謝77-78
• 在學(xué)期間的研究成果及發(fā)表的學(xué)術(shù)論文78-79
• 附錄79-80

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前2條

1 歐建華;韓強(qiáng);;懸臂碳納米管純彎問題的非局部彈性解[J];科學(xué)技術(shù)與工程;2011年24期

2 陳彥霖;王晉寶;周衛(wèi);李菲菲;唐志波;;碳納米管的振動(dòng)研究進(jìn)展[J];浙江海洋學(xué)院學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2011年03期

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本文編號：699225