低密度、高比強(qiáng)度、良好的塑性、優(yōu)良的導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性及抗腐蝕性是鋁基復(fù)合材料具有的優(yōu)異的力學(xué)性能,因此得以在航空航天、汽車制造、機(jī)械制造、船舶以及化工工業(yè)等領(lǐng)域廣泛被使用。隨著科技的發(fā)展,碳納米管（CNT）作為一種新型的、低密度、高比強(qiáng)度、高比剛度、熱膨脹系數(shù)低以及良好的熱穩(wěn)定性的材料,成為復(fù)合材料增強(qiáng)體的最優(yōu)選。因此,將碳納米管采用適當(dāng)?shù)姆椒尤氲戒X合金基體中,可以進(jìn)一步提高鋁合金基體的力學(xué)性能。本文主要介紹了碳納米管、碳納米管復(fù)合材料以及碳納米管鋁基復(fù)合材料（CNT/Al）的研究背景、現(xiàn)狀、意義以及目前存在的問題,明確了本文的研究內(nèi)容。此外,本文介紹了碳納米管鋁基復(fù)合材料的理論基礎(chǔ),主要包括碳納米管的連續(xù)介質(zhì)模型、復(fù)合材料的代表性體積元和細(xì)觀力學(xué)以及碳納米管的增強(qiáng)機(jī)理,為研究碳納米管鋁基復(fù)合材料的斷裂性能提供了理論基礎(chǔ)。首先本文根據(jù)續(xù)介質(zhì)理論,采用2024鋁合金作為基體,研究了體積分?jǐn)?shù)為2%、3%和4%的碳納米管對(duì)碳納米管鋁基復(fù)合材料斷裂性能的影響。研究結(jié)果表明碳納米管鋁基復(fù)合材料的斷裂性能與加入的碳納米管的體積分?jǐn)?shù)有著重要的關(guān)系,其力學(xué)性能主要體現(xiàn)在彈性模量、屈服強(qiáng)度以及剪切模量三... 

【文章來源】：沈陽理工大學(xué)遼寧省

【文章頁數(shù)】：82 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

碳納米管示意圖

２．２復(fù)合材料代表性體積元??由于復(fù)合材料內(nèi)部結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，很難用有限元軟件進(jìn)行分析研究，因此，為??了使研宄順利進(jìn)行，將采用代表性體積元的方法，將復(fù)合材料看作是由許多個(gè)代表??性體積元周期性排列而成，對(duì)復(fù)合材料的力學(xué)性能進(jìn)行分析。當(dāng)復(fù)合材料受到外部??拉力作用時(shí)，由亍每個(gè)代表性體積元都是一樣的，因此，其中的某一個(gè)代表性體積??元的應(yīng)力應(yīng)變場就可以反映整個(gè)復(fù)合材料的應(yīng)力應(yīng)變場，取出的典型體積單元必??須小的足以表示材料的細(xì)觀結(jié)構(gòu)特征，而且又要大到足以代表復(fù)合材料的全部物??理性能。這種簡化的單元體稱為代表性體積單元（ＲＶＥ）?Ｉ４６－４８１，由此來預(yù)測(cè)復(fù)合材??料的力學(xué)性能。??傳統(tǒng)的陣列代表性體積元不能真實(shí)反映復(fù)合材料的實(shí)際情況，因此不能夠預(yù)??測(cè)其力學(xué)性能。均勻分布的碳納米管雖然可以使建模過程簡單，但也不能準(zhǔn)確反映??復(fù)合材料力學(xué)性能，因此也不采用。實(shí)際生活中碳納米管鋁基復(fù)合材料的碳納米管??

?１２??本文利用有限元分析軟件ＡＢＡＱＵＳ中Ｐａｒｔ、Ａｓｓｅｍｂｌｙ和Ｉｎｔｅｒａｃｔｉｏｎ模塊建立??２％、３％和４％體積分?jǐn)?shù)的碳納米管鋁基復(fù)合材料模型如圖３．２所示。本文建立的??碳納米管鋁基復(fù)合材料的代表性體積元模型，其中的碳納米管均勻隨機(jī)分布在基??體中間，并且碳納米管之間并無交錯(cuò)，其中有部分碳納米管伸出基體外，將基體分??別移動(dòng)到對(duì)面，碳納米管伸出的部分重新繼續(xù)分布在基體中，保證了碳納米管在基??體中的體積分?jǐn)?shù)不變，使模擬結(jié)果更加準(zhǔn)確可信。??（ａ）?Ｖｆ＝２°／〇?（ｂ）?Ｖｆ＝３％??－１９－??

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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碩士論文
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本文編號(hào)：3643547