Modelowanie własności mechanicznych nanorurek węglowych oraz

Modelowanie własności mechanicznych nanorurek węglowych oraz
nanokompozytów umocnionych nanorurkami węglowymi / Małgorzata
Chwał. – Kraków, 2015
Spis treści
I. WSTĘP
I.1. Przedmowa
I.2. Materiały kompozytowe
I.3. Przegląd literatury
I.3.1. Nanorurki węglowe
I.3.2. Nanokompozyty umocnione nanorurkami węglowymi
Literatura
7
7
8
10
11
14
16
II. NANORURKI WĘGLOWE
II.1. Wprowadzenie
II.2. Odmiany alotropowe węgla
II.3. Geometria nanorurek węglowych
II.4. Metody wytwarzania nanorurek węglowych
II.5. Własności nanorurek węglowych
II.6. Zastosowania nanorurek węglowych
Literatura
21
21
21
23
26
28
32
37
III. ODDZIAŁYWANIA MIĘDZYATOMOWE
III.1. Wprowadzenie
III.2. Podstawy opisu oddziaływań międzyatomowych
III.3. Wybrane potencjały oddziaływań międzyatomowych
III.3.1. Potencjał Morse'a
III.3.2. Potencjał Tersoffa-Brennera
III.3.3. Potencjał Lennarda-Jonesa
III.3.4. Potencjał AIREBO
III.3.5. Potencjał Keatinga
III.4. Zastosowanie potencjałów w opisie własności nanorurek węglowych
Literatura
41
41
42
44
45
46
48
49
51
51
55
IV. PROBLEMATYKA MODELOWANIA WŁASNOŚCI NANORUREK
WĘGLOWYCH INANOKOMPOZYTÓW
IV.1. Wprowadzenie
IV.2. Modelowanie nanorurek węglowych
IV.2.1. Model efektywnego przekroju poprzecznego
IV.2.2. Modele belkowe
IV.2.3. Modele powłokowe
IV.2.4. Model mechaniki strukturalnej
57
57
59
59
61
63
65
IV.3. Modelowanie nanokompozytów
IV.3.1. Model Coxa
IV.3.2. Model teorii sprężystości
IV.3.3. Model zastępczego continuum
IV.4. Modelowanie fazy pośredniej
IV.5. Modelowanie w ujęciu mechaniki statystycznej
IV.6. Modelowanie wieloskalowe
IV.6.1. Wprowadzenie
IV.6.2. Efekt skali i sformułowanie wieloskalowe
IV.6.3. Metoda MAAD
IV.6.4. Uproszczona dynamika molekularna
IV.6.5. Metoda quasi-continuum
IV.6.6. Metoda CADD
IV.6.7. Metoda obszaru pośredniego
IV.6.8. Metoda skali pośredniej
IV.6.9. Metoda wirtualnych klastrów atomowych
Literatura
66
66
67
67
68
69
70
70
71
73
74
74
74
75
75
77
78
V. PRZYKŁADY MODELOWANIA CONTINUUM
V.1. Homogenizacja numeryczna
V.2. Modelowanie poprzecznie izotropowych własności nanokompozytów
V.2.1. Wprowadzenie
V.2.2. Opis teoretyczny
V.2.3. Model numeryczny
V.2.4. Wyniki numeryczne
V.3. Modelowanie strukturalne
V.3.1. Wprowadzenie
V.3.2. Modele 2W nanokompozytów
V.3.3. Modele 3W nanorurek węglowych
V.3.3.1. Model geometryczny
V.3.3.2. Numeryczny model strukturalny
V.3.3.3. Model liniowy
V.3.3.4. Model nieliniowy
V.3.4. Modele 3W nanokompozytów
V.4. Modelowanie defektów
V.4.1. Wprowadzenie
V.4.2. Model nanorurki węglowej z defektami
V.4.3. Model nanokompozytu z defektami
Literatura
83
83
84
84
85
90
92
95
95
96
99
99
102
103
106
107
111
111
112
115
118
VI. ZAGADNIENIA WŁASNE
VI.1. Wprowadzenie
VI.2. Identyfikacja defektów w nanorurkach węglowych
i nanokompozytach
VI.3. Drgania nanorurek bez defektów
123
123
126
130
VI.4. Rekonstrukcja wakancji
VI.5. Krzywe naprężenie-odkształcenie
Literatura
132
133
135
VII. OPIS NIELOKALNY
VII.1. Wprowadzenie
VII.2. Lokalna i nielokalna teoria belek - związki podstawowe
VII.3. Wpływ parametru nielokalnego na częstotliwości własne
VII.4. Weryfikacja numeryczna
VII.5. Dopasowanie parametru nielokalnego
Literatura
141
141
143
146
148
151
152
UWAGI KOŃCOWE
157
STRESZCZENIE
161
ABSTRACT
162
ZUSAMMENFASSUNG
163
SKOROWIDZ RZECZOWY
167
oprac. BPK