【摘 要】
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提出了一种纳米尺度的有限元方法,碳纳米管中的碳-碳化学键被模拟为键单元.按照平衡关系,根据有限元理论,作用于每个碳原了上的作用力可以写成键单元的刚度矩阵与每个碳原了
【机 构】
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中国科学技术大学力学与机械上程系,合肥,230026
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提出了一种纳米尺度的有限元方法,碳纳米管中的碳-碳化学键被模拟为键单元.按照平衡关系,根据有限元理论,作用于每个碳原了上的作用力可以写成键单元的刚度矩阵与每个碳原了位移的乘积.在分子力学的基本假设下,键单元刚度矩阵的每个元素可以写为分子力学中力场常数的函数,这样建立起了宏观力学方法(有限元)与纳米尺度力学方法(分了力学)之间的联系.应用该方法模拟了扶椅型与锯齿型单壁碳纳米管的力学行为从而验证了该方法的有效性.分析结果说叫单壁碳纳米管的弹性模量与管厚度的选取直接相关.此外,弹性模量刈所选取的分了力学中的力场常数非常敏感,管的弹性模量显示山对半径的尺度依赖性,但是管长度对弹性模造的影响小到可以被忽略.
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