碳納米管增強氧化鋁陶瓷復(fù)合材料界面力學(xué)性能研究.pdf

1、碳納米管(carbon nanotube CNT)以其優(yōu)良的電學(xué)、力學(xué)、熱學(xué)性能被認(rèn)為是國內(nèi)外新材料研究的熱點，CNT作為高性能增強體加入到復(fù)合材料中的研究變得尤為重要。目前，對CNT增強復(fù)合材料的力學(xué)行為研究正在進行中，其中實驗研究趨于完善，數(shù)值模擬研究也進一步發(fā)展。但對于納米級纖維增強復(fù)合材料的研究仍然存在許多問題。本文針對CNT增強氧化鋁陶瓷復(fù)合材料界面力學(xué)性能進行了理論分析和數(shù)值模擬研究。
　　第一章主要介紹了CNT的研究

2、發(fā)展及其增強復(fù)合材料的力學(xué)性能研究，綜述了實驗、數(shù)值模擬及理論計算等方法對復(fù)合材料力學(xué)、電學(xué)性能研究的進展，并且總結(jié)了納米級復(fù)合材料界面力學(xué)性能研究目前存在的問題，并說明了本文的選題目的和研究意義。
　　第二章從理論計算角度研究了基于范德華力的CNT-氧化鋁界面間的相互作用，首先建立CNT與基體界面的數(shù)學(xué)模型，利用該模型求解了界面間的內(nèi)聚力大小，并最終得出界面平均剪應(yīng)力和界面正應(yīng)力分別與界面張開位移和相對滑移的關(guān)系。界面應(yīng)力的大小

3、直接影響到復(fù)合材料界面應(yīng)力傳遞效率。
　　第三章首先簡單介紹了彈性力學(xué)應(yīng)力場以及短纖維復(fù)合材料應(yīng)力應(yīng)變坐標(biāo)轉(zhuǎn)換過程。然后理論計算了CNT增強復(fù)合材料界面應(yīng)力傳遞效率，分別研究了應(yīng)力傳遞過程中復(fù)合材料界面附近的應(yīng)力分布以及復(fù)合材料中CNT的有效長度。利用有限元方法，模擬了界面結(jié)合完好情況下，復(fù)合材料界面應(yīng)力分布情況，并與理論計算進行比較。
　　第四章在前面兩部分的基礎(chǔ)上，研究了界面滑移的力學(xué)行為。首先，建立界面滑移模型。產(chǎn)生界