基于分子結(jié)構(gòu)力學模型的石墨烯彈性屈曲研究.pdf

1、石墨烯是由單層碳原子通過共價鍵結(jié)合而成的具有六方對稱結(jié)構(gòu)的二維晶體。由于其優(yōu)異的力、電、熱和光學等性質(zhì),石墨烯在很多領域具有極其廣闊的應用前景,對其力學等性能的研究是目前國內(nèi)外的一個研究熱點。石墨烯是一類典型的二維納米結(jié)構(gòu),在表面張力或其它外載荷作用下都很容易發(fā)生屈曲和褶皺,從而影響到石墨烯的性能,因此對石墨烯穩(wěn)定性的研究長期以來備受關(guān)注。本文基于分子結(jié)構(gòu)力學方法和經(jīng)典板理論對理想和含缺陷石墨烯的彈性屈曲行為進行了詳細的研究。
　

2、　研究了單層和雙層理想石墨烯的彈性屈曲。采用基于分子結(jié)構(gòu)力學的有限元法分別研究了兩邊約束兩邊自由以及四邊簡支單層石墨烯的彈性屈曲行為。研究了石墨烯臨界屈曲應力的尺寸效應,并分析了手性以及邊界條件對其的影響。基于經(jīng)典的板屈曲理論,分別得到了兩邊約束兩邊自由以及四邊簡支單層石墨烯的臨界屈曲應力公式,與基于分子結(jié)構(gòu)力學模型模擬的結(jié)果具有很好的一致性?；贚ennard-Jones勢研究了雙層理想石墨烯的彈性屈曲。研究了不同尺寸、邊界條件和手性

3、的雙層石墨烯的屈曲應力,并與單層石墨烯的臨界屈曲應力比較,證明范德華力對石墨烯的屈曲有顯著影響;將本文結(jié)果與文獻中其它方法得到的結(jié)果作比較,發(fā)現(xiàn)結(jié)果具有較好的一致性。
　　研究了含缺陷單層石墨烯的彈性屈曲。分析了兩種不同類型的Stone-Wales缺陷以及原子空位缺陷對石墨烯彈性屈曲行為的影響。研究了含缺陷單層石墨烯臨界屈曲應力的尺寸效應,并討論了缺陷位置和密度對屈曲應力的影響。結(jié)果表明原子空位缺陷總是減小石墨烯的屈曲應力,而St