本课答辩ppt...pptx

答辩人: 姚宇
学号:9**********
指导老师: 雷祖祥
碳纳米管增强功能梯度曲板后屈曲分析
目录
1、选题背景简介
2、理论公式推导和计算
3、数值模拟结果
4、结论
5、致谢
03
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37
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1、选题背景简介
1、选题背景简介
这一章介绍本课题的研究背景,分为以下三节:
碳纳米管
碳纳米管复合材料
碳纳米管复合材料曲板的结构
1991年日本的Iijima(饭岛澄男教授)[1]发现碳纳米管。T优良属性[2]:
力学性能: 极高的强度、韧性,密度低,在复合材料中极大地吸收能量,增加材料韧性,力学性能优于碳纤维。
碳纳米管
(a)Ts (b)Ts
1、选题背景简介
导电性能: 可呈金属、半金属或半导体性,可通过改变管中网格的结构和直径来改变导电性。
导热性能: 几乎和金刚石或蓝宝石有同样的导热能力。
碳纳米管复合材料
TS 本身具有高电导率和高导热性,而PMMA这种高分子材料是一种重要的热塑性聚合物,具有良好的介电和电绝缘性[3],TS与有机物的相容性优于金属,所得复合材料质量更轻且性能更加稳定[4],因此选择这两种材料复合是比较合理的。。
TS复合材料特殊性能,许多的研究人员用各种方法研究这类复合材料。但是,由于碳纳米管本身的尺度和易缠绕特性,使直接用传统实验方法来测量其力学性能比较困难,因此许多工作是用计算机模拟来得到其力学性能[8]。本课题运用无网格里茨法数值分析此复合材料在轴向压力作用下的后屈曲路径。
1、选题背景简介
碳纳米管复合材料曲板的结构
(a)
(b)
(c)
CNTR-FG复合圆柱曲板。(a) UD类; (b) FG-O类(c) FG-X类
此三种类型的碳纳米管总体积分数相同,只是分布不同。且基体完全相同,只是每一层中的碳纳米管的体积分数不同。
1、选题背景简介
碳纳米管复合材料曲板的结构
1、选题背景简介
T的体积百分数[7]如下:
其中
另外,T和基体的体积分数有如下关系:
()
()
()
碳纳米管复合材料曲板的结构
确定纤维增强复合材料的材料属性如弹性模量、切变模量等的材料属性的方法有很多,本课题用一种最常用的方法,即“混合扩展规则[5]”。要求:弹性基体,各向同性;纤维方向一致[7]。
混合扩展规则
1、选题背景简介
()
()
()
()
CNT有效参数
碳纳米管复合材料曲板的结构
1、选题背景简介
分子动力学
混合规则
E11 (GPa)
E22 (GPa)
E11 (GPa)
η1
E22 (GPa)
η2










138。68










在本文中, 碳纳米管有效参数和是通过将混合扩展规则和分子模拟的结果比较得来的[9]。就像下表所展示的, 如果碳纳米管的有效参数和选择恰当的话,则分别由混合扩展规则和分子动力学模拟所得到的杨氏模量相匹配的结果就会很理想。