一、聚合物基纳米复合材料跨层次本构理论模型（论文文献综述）
王东哲[1]（2021）在《纤维增强复合材料抗弹丸侵彻性能的多尺度数值模拟研究》文中研究表明装甲的制作自古有之,在古人所制众多种类的铠甲中,纸甲、绢甲这类纤维增强复合材料的铠甲,在当今这个武器杀伤力越来越大的时代,依然具有生命力,为各国竞相研究的热点。为了更深入的理解纤维增强复合材料的防弹机理,理解纤维增强复合材料中界面对抗侵彻性能的影响,研发出性能更高的防弹复合材料,本文建立了碳纤维复合材料的多尺度数值模型,进行了微观与宏观的跨尺度模拟研究,在不同尺度之间进行参数传递,建立微观组织与宏观防弹性能之间的对应关系,以找到最佳防弹性能下的碳纤维与树脂之间的界面结合性能。在微观层面,实现了界面参数的获取;在细观层面,实现了弹丸冲击的细观模拟以及界面参数优化;在宏观层面,实现了层合版铺层角度对抗侵彻性能的模拟研究,做到了碳纤维增幅复合材料跨尺度多层级的抗侵彻模拟研究。在微观尺度上进行的分子动力学模拟结果显示,对碳纤维/聚乙烯的界面拉伸/剪切性能,拉伸/剪切速率和约束层厚度会造成较大影响,且两者影响方式相似,都是通过影响树脂的自由响应层来影响界面性能的。拉伸/剪切速率越大,约束层厚度越大,界面结合强度越高。温度对界面拉伸/剪切性能亦有影响,温度越高,界面结合强度越低。一并研究了不同羟基、氨基接枝率下的界面拉伸/剪切性能。建立了碳纤维/聚乙烯细观冲击模型,将微观模拟所得界面参数,传递到细观模型的内聚力单元中并模拟了不同界面性能下的抗侵彻性能。发现,细观冲击对于纤维/树脂复合材料的影响呈现局部性,且应力主要是沿着纤维分布。损伤模式有纤维断裂、基体裂纹、界面脱粘等。在弹丸冲击下,界面脱粘主要发生在直接受弹丸冲击的纤维上,沿着纤维呈现轴向分布,且分布范围较广。纤维的中央处发生了较大损伤,说明纤维在受弹丸冲击时,纤维屈曲也是导致界面损伤的一种模式。靶板吸能数值随着羟基的接枝率先增加后减小,在羟基接枝率1.43/nm2时吸能最大。靶板的抗侵彻性能并不是随着界面结合强度的增大而增大。随着子弹冲击速度的增加,靶板的吸能比率逐渐降低。建立了陶瓷/纤维复合装甲抗弹丸侵彻性能的数值模型,并进行了试验研究,模拟与试验结果较为吻合。将细观模型作为等效体积单元（RVE）得到了宏观碳纤维层合板的材料参数并传递到宏观模型中,进行了纤维铺层角度和不同陶瓷种类/厚度的模拟优化,找到了最佳的纤维铺层角度,发现45°层的合理使用会增加纤维板的防弹性能,并发现采用B4C陶瓷,厚度10mm时,防弹性能最佳。
宋鲁彬[2]（2019）在《纳米复合材料单向拉伸载荷下的弹性性能分析》文中研究说明纳米复合材料因其优异的力学性能成为各领域炙手可热的研究对象,纳米材料增强相的选择对纳米复合材料的整体特性来说至关重要。石墨烯、碳纳米管等纳米材料因其高强度、高刚度以及可设计性强等优点,成为树脂基复合材料首选的增强相材料。本文基于有限单元法主要研究了不同条件下石墨烯增强树脂基纳米复合材料以及石墨烯、碳纳米管构建的新型混合碳结构—柱状石墨烯（PGS）的弹性性能。本文基于分子结构力学方法以及多尺度有限元模拟方法,利用有限元软件ABAQUS,采用修正的梁单元构建石墨烯、碳纳米管和PGS的有限元模型,采用固体单元构建树脂基体的有限元模型。通过与已有文献的结果对比,验证了模型的有效性。在此基础上进一步分析了石墨烯增强树脂基纳米复合材料的杨氏模量、剪切模量、复合材料界面层的应力传递以及PGS的相关力学性能。本论文主要研究内容包括:石墨烯增强树脂基复合材料的力学性能分析。通过ABAQUS构建纳米复合材料的代表性体积单元（RVE）,分析了石墨烯与基体不同夹角分布情况下该纳米复合材料的杨氏模量、剪切模量以及界面层的应力传递。利用ABAQUS中的Tie连接实现了石墨烯纳米结构与基体的结合。界面层利用切割方式,通过赋予其不同的材料属性,实现了树脂基体相与石墨烯增强相材料属性的过渡。含缺陷石墨烯增强树脂基复合材料的力学性能分析。通过构建含不同缺陷种类和数量石墨烯的有限元模型,进一步分析了不同数量空缺缺陷和Stone-Wales（S-W）缺陷下含缺陷石墨烯对增强树脂基复合材料弹性性能的影响。新型3D碳结构柱状石墨烯PGS的力学性能分析。基于ABAQUS的梁单元,建立了PGS的代表性体积单元。从石墨烯和碳纳米管手性的不同、碳纳米管的体积含量以及碳纳米管生长方式的不同三方面分别模拟分析了PGS的有效和等效杨氏模量、剪切模量。与基本结构石墨烯和碳纳米管对比表明,PGS结构有效的提高了石墨烯面外的力学性能。
覃宇航[3]（2016）在《玻纤增强微发泡注塑制品的多尺度力学性能模拟的关键技术研究》文中研究说明玻纤增强微发泡塑料具有高强、轻质、绝缘、耐热、抗腐蚀等特点,在很多行业得到了广泛的应用,是当前研究的热门材料。但是由于其制品中同时存在气泡和增强纤维两种尺度跨度较大的微结构,因此很难进行力学性能分析和预测。传统的实验和有限元模拟方法并不能有效地分析具有多尺度特性的复合结构,而基于双尺度渐近展开的均匀化理论为这一研究提供了新的思路。大量研究结果表明,运用均匀化理论对具有复杂周期性微结构的复合材料进行求解具有较高的可行性。本文基于多尺度的均匀化理论,用经典的气泡球模型对微发泡制品的弹性力学性质进行系统的模拟讨论和研究。对不同的发泡情况和气泡形态分别建立了相应的代表性体积单元（Representative Volume Element,RVE）模型,通过编写RVE求解程序进行均匀化求解。求解结果与经典理论公式以及已有实验数据进行对比讨论,验证了气泡RVE模型以及均匀化理论对求解发泡结构弹性力学性能的可行性。进一步以玻纤增强微发泡注塑薄壁门板样条为研究对象,基于微观结构的表征结果,通过调整气泡和纤维模型,建立了分层和分级的RVE结构模型,运用均匀化理论对样条模型进行求解,获得了最终样条的宏观均匀化等效弹性力学参数,并与样条的实验数据进行验证对比和分析。研究表明:通过合理的RVE建模,均匀化理论可用于预测玻纤增强微发泡注塑件的等效弹性力学性能,并分析纤维和气泡微结构对制件力学性能的影响。其预测结果与实验结果吻合,具有较高的工程适用性。本文的研究工作为扩大均匀化理论在发泡复合材料领域的应用提供了研究思路,也为进一步预测纤维增强微发泡注塑件的其他力学性能,优化微发泡注塑工艺提供了科学参考和依据。
张惠[4]（2014）在《改性纳米粒子增强聚合物基复合材料力学性能的分子动力学模拟研究》文中进行了进一步梳理当前，纳米粒子增强聚合物基复合材料（NRPC）是纳米材料科学领域的研究热点之一，它综合了纳米粒子和聚合物的优良性能，在很多领域得到广泛应用。由于纳米粒子表面原子数多、活性高且断键多，易于团聚，它的纳米尺寸效应不能得到很好发挥，很多研究者的实验结果表明对纳米粒子进行改性处理可有效改善复合材料性能。随着计算机技术的发展，分子软件模拟研究可弥补实验中难以定性定量进行分析的不足，提供更直观的结果供分析，进而指导实验的进行。本文首先根据Mori-Tanaka方法推导考虑界面相线性变化时复合材料有效模量的计算公式，得到复合材料的弹性模量和泊松比，并进一步分析界面层厚度、纳米粒子粒径和体积分数对其力学性能的影响。结合分子动力学理论，利用Materials Studio软件建立二氧化硅（SiO2）纳米粒子和聚酰亚胺（PI）的分子模型，再进行如下分析研究：1、建立SiO2/PI复合材料单胞模型，计算其力学性质，求得单胞的杨氏模量、泊松比等，讨论纳米粒子粒径及体积分数对复合材料力学性能的影响。结果表明：相较于纯聚酰亚胺，纳米粒子在一定程度上可以提高聚酰亚胺的力学性能。2、在Materials Studio软件中分别对SiO2纳米粒子进行硅丙烷改性、与聚酰亚胺高分子链直接接枝和硅丙烷接枝三种处理方法，模拟计算经过三种处理的SiO2纳米粒子填充PI复合材料的力学性能，讨论粒子粒径及接枝率对复合材料力学性能的影响；从能量的角度分析纳米粒子改性前后与聚合物基体之间能量的变化，预测粒子与基体界面起主要作用的力，揭示纳米粒子改性对复合材料力学性能影响的作用机理。结果表明硅丙烷共价接枝后接枝率为5%时复合材料杨氏模量提高了15%。3、模拟计算纳米粒子之间的相互作用能，纳米粒子在基体中容易产生团聚的主导因素。
宋红艳[5]（2014）在《纳米MgO聚烯烃复合绝缘材料的制备及其电气性能的研究》文中指出随着科技水平的不断提高，电力的正常运行越来越重要。绝缘材料作为电力系统中的重要组成部分，其性能的好坏决定着整个电力系统能否正常运行。工业上要求绝缘材料具有较高的击穿强度，同时其它性能也满足使用要求。聚合物高分子材料是一种常见的绝缘材料。由于其具有良好的电气绝缘性能、热稳定性、力学性能和质轻价廉等优点，在电力系统中发挥着重要的作用。然而，聚合物由于自身的缺陷，在具有较高要求的电气领域，仍然满足不了使用要求，因此，通过化学或者物理等手段来提高聚合物的电气性能至关重要。纳米粒子是一种常见的聚合物改性剂。纳米粒子具有大的比表面积和特殊的纳米效应，会使聚合物纳米复合材料显现不同于基体本身的性能。这对聚合物绝缘材料的改性是一种高效的方式。本文选用了纳米氧化镁粒子改性聚乙烯和聚丙烯绝缘材料。通过机械共混的方法，实现了纳米粒子在聚合物中的良好分散。对比研究了氧化镁质量分数为1%的交联聚乙烯和未经掺杂的交联聚乙烯，发现纳米粒子能够显着提高交联聚乙烯的直流和交流击穿强度、热稳定性、拉伸强度，对空间电荷有一定的抑制作用，直流耐压寿命良好。对比研究了氧化镁含量不同的聚丙烯纳米复合材料，结果发现，材料的直流击穿强度随着氧化镁含量的增加呈现先上升后下降的规律，氧化镁质量分数为1%的材料击穿强度最高。纳米氧化镁对空间电荷有抑制作用，同时可以促进聚丙烯β晶型的生成，是β晶型成核剂。
林杰[6]（2013）在《基于Materials Studio的聚合物基纳米复合材料力学性能模拟》文中进行了进一步梳理聚合物基纳米复合材料综合了有机物和无机物各自的优点，具有优良的力学、热力学、电学、光学性能。由于具有诸多的特性，聚合物基纳米复合材料在各个领域都有广泛的应用前景，对它的研究也越来越受到人们的重视。而随着计算机技术的发展，利用计算机进行模拟已经成为越来越普遍的研究方式。本文利用分子动力学模拟方法，对纯聚合物及添加纳米粒子的聚合物基纳米复合材料的性能进行了研究。根据分子动力学理论，利用Accelrys公司的Materials Studio软件，我们建立了聚酰亚胺分子及二氧化硅纳米粒子的分子模型并进行了如下研究：1由聚酰亚胺单链建立纯聚酰亚胺的无定型周期性单胞初始模型，通过分子动力学运算，得到合理的单胞模型，然后对其力学性质进行了计算，得到了单胞的杨氏模量、体模量、泊松比等。2通过在纯聚酰亚胺单胞的a、b、c边所在方向上分别施加应变，求出了对应于每一个应变的应力值，根据所得的结果可以得出单胞在X、Y、Z方向的应力应变关系。3以完全相同的建模和动力学运算过程建立5个纯聚酰亚胺单胞模型，分别计算它们的杨氏模量、泊松比等力学性质并求其均值。4.建立了添加二氧化硅纳米粒子的聚酰亚胺纳米复合材料单胞模型，计算添加粒子后单胞模型的力学性质；对单胞施加应变，求出相应的应力并得出单胞的应力应变关系；构建5个纳米复合材料模型并求其各个力学量的均值，将所得结果与纯聚酰亚胺进行比较，分析了纳米粒子对聚合物力学性能的影响。
程羽佳[7]（2013）在《低密度聚乙烯/纳米ZnO复合材料击穿性能研究》文中研究指明聚乙烯是热塑性树脂中综合性能较好的材料，然而在外加电场的长期作用下，其电绝缘性能将逐渐下降。为了提高聚乙烯的长期电绝缘性能，许多学者开始关注纳米添加剂对聚合物电学性能的影响，大量的研究表明，将纳米粒子添加到聚乙烯基体中能有效地提高复合材料的电学性能。本文以低密度聚乙烯为基体树脂，不同粒径的纳米氧化锌为无机填料，选用硅烷偶联剂（KH-570）和钛酸酯偶联剂（105、101、TC-F）作为纳米ZnO的表面改性剂，采用熔融共混法和溶液共混法制备出不同含量ZnO的LDPE/ZnO纳米复合材料。并在不同温度下对复合材料进行击穿性能的测试，同时对添加不同含量纳米ZnO的复合材料进行电导的测试，探究了不同温度对复合材料电导率的影响。并对复合材料进行了介电频谱的测试，利用电声脉冲法进行了空间电荷的测量。工频交流击穿实验表明，经表面修饰的纳米氧化锌可以有效的提高聚乙烯/纳米氧化锌复合材料的击穿场强，其中由硅烷偶联剂（KH-570）进行表面修饰的提高幅度最大。实验发现粒径较小的纳米氧化锌改善聚乙烯交流击穿性能的效果更好；当氧化锌含量为3%时，复合材料击穿场强比纯的LDPE提高了11%，且适当的添加纳米氧化锌可以有效的抑制复合材料击穿场强随着温度升高而降低的幅度。电导率的测试结果表明，氧化锌的加入使复合材料的电导率有所增大，但是含量不同其增大的幅度也有差异，当ZnO含量为3%时，增加幅度最小。介电频谱测试表明，纳米氧化锌的加入使复合材料的介电常数降低，但损耗角正切值略微增大。PEA测试结果表明，添加不同比例纳米氧化锌的复合材料具有不同程度抑制空间电荷的效果，且在短路过程中，可以有效地释放电荷。
丁勇杰,周超[8]（2012）在《分子模拟技术在复合材料研究中的应用》文中指出介绍了近年来国内外利用分子模拟进行复合材料研究的部分工作,主要包括复合材料结构模拟、复合材料界面模拟、纳米复合材料研究。
丁勇杰,周超[9]（2012）在《分子模拟技术在复合材料研究中的应用》文中研究表明介绍了近年来国内外利用分子模拟进行复合材料研究的部分工作,主要包括复合材料结构模拟、复合材料界面模拟、纳米复合材料研究。
何伟[10]（2011）在《尼龙6/蒙脱土纳米复合材料的制备与性能研究》文中进行了进一步梳理在学科交叉交融的学术大背景下,以纳米技术为代表的材料科学正在对21世纪的其他学科、产业和社会产生着极为深刻的影响。过去的十余年时间,纳米材料中的聚合物纳米复合材料引起了学界业界的极大关注,因为只需要少量的纳米添加剂就能够改善复合材料的许多性能。尼龙6/蒙脱土纳米复合材料是一种实际应用的聚合物纳米复合材料,目前科研工作者对尼龙6/蒙脱土纳米复合材料的制备、蒙脱土添加剂表面修饰改性、复合材料的宏观力学性能、蒙脱土在尼龙6基体中的微观结构表征、材料的热力学性能等诸多方面都进行了广泛研究。尽管科研工作者已经做了较为全面的工作,但是在纳米复合材料的微观表征方面与微观力学计算方面仍需要做很多的工作;蒙脱土添加剂能够起到增强增韧的作用的微观作用机理仍需要继续研究;计算机模拟在复合材料设计方面发挥越来越大的作用,其中在材料的力学计算模拟中,离不开作为基础学科的力学为其提供基本模型与基本参数。本文的主要研究内容简述如下:1、原位聚合方法制备出纯尼龙6与蒙脱土百分含量为1%、3%、5%的尼龙6/蒙脱土纳米复合材料。2、利用超薄切片的方法制备了尼龙6/蒙脱土纳米复合材料的原子力显微镜观测样品,对其进行原子力显微镜观察,表征了复合材料的微观结构,实现了对纳米蒙脱土在尼龙6基体中分散情况的原位观测。3、对尼龙6/蒙脱土纳米复合材料进行了扫描电镜（SEM）、差示扫描量热（DSC）、热重（TG）、X射线衍射、单轴拉伸、缺口冲击等实验研究,对复合材料进行了热学与力学分析,并探讨了蒙脱土添加剂的增强增韧作用的微观机理。4、从黏弹性力学出发,分别使用分数阶导数模型与Prony级数模型对尼龙6/蒙脱土纳米复合材料的静态蠕变行为进行了研究,在黏弹性力学的角度给有限元软件提供了较好的模型与较为精确的参数。5、在细观力学方面,使用渐近均匀化方法对剥离型的尼龙6/蒙脱土纳米复合材料的有效弹性性能进行了预测。
二、聚合物基纳米复合材料跨层次本构理论模型（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、聚合物基纳米复合材料跨层次本构理论模型（论文提纲范文）
（1）纤维增强复合材料抗弹丸侵彻性能的多尺度数值模拟研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.2 纤维增强复合材料界面 |
| 1.2.1 界面理论 |
| 1.2.2 碳纤维增强复合材料的界面 |
| 1.3 计算机模拟在复合材料界面研究中的应用 |
| 1.3.1 分子模拟方法 |
| 1.3.2 分子模拟在复合材料界面中的应用 |
| 1.3.3 多尺度模拟在复合材料界面中的应用 |
| 1.4 防弹机理 |
| 1.5 本文主要研究内容 |
| 第2章 模拟软件介绍 |
| 2.1 分子动力学模拟软件介绍 |
| 2.1.1 Material Studio简介 |
| 2.1.2 LAMMPS简介 |
| 2.1.3 OVITO简介 |
| 2.2 有限元模拟软件简介 |
| 第3章 碳纤维/树脂界面的分子动力学模拟 |
| 3.1 模型的建立 |
| 3.1.1 碳纤维模型的建立 |
| 3.1.2 聚乙烯结构的建立 |
| 3.1.3 碳纤维/聚乙烯界面结构模型建立 |
| 3.2 模型的弛豫 |
| 3.3 碳纤维/聚乙烯界面拉伸性能的分子动力学研究 |
| 3.3.1 拉伸速度对界面拉伸性能的影响 |
| 3.3.2 边界条件对界面拉伸性能的影响 |
| 3.3.3 温度对界面拉伸性能的影响 |
| 3.3.4 表面接枝官能团对界面拉伸性能的影响 |
| 3.4 碳纤维/聚乙烯界面剪切性能的分子动力学研究 |
| 3.4.1 速度对界面剪切性能的影响 |
| 3.4.2 边界条件对界面剪切性能的影响 |
| 3.4.3 温度对界面剪切性能的影响 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 碳纤维/树脂抗弹丸侵彻细观力学过程的数值模拟研究 |
| 4.1 本构模型 |
| 4.1.1 内聚力模型 |
| 4.1.2 延性破坏模型 |
| 4.2 模型的建立 |
| 4.3 结果分析 |
| 4.3.1 不同界面参数下的细观模型冲击研究 |
| 4.3.2 不同弹速下的细观模型冲击研究 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 陶瓷/纤维复合装甲抗弹丸侵彻性能的试验与数值模拟研究 |
| 5.1 抗侵彻性能实验 |
| 5.1.1 靶板制作与试验方案 |
| 5.1.2 试验结果 |
| 5.2 等效体积单元(RVE)的建立 |
| 5.3 材料参数与本构模型 |
| 5.3.1 纤维复合材料失效准则 |
| 5.3.2 金属材料的本构模型及参数 |
| 5.3.3 JH-2本构模型及参数 |
| 5.3.4 内聚力模型参数 |
| 5.4 模型的建立 |
| 5.5 模拟结果分析与验证 |
| 5.6 模拟研究碳纤维层合板铺层角度对防弹性能的影响 |
| 5.7 模拟研究陶瓷种类/厚度对防弹性能的影响 |
| 5.8 本章小结 |
| 第6章 结论 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读硕士学位期间发表的学术论文 |
| 参与的科研项目 |
| 学位论文评阅及答辩情况表 |
（2）纳米复合材料单向拉伸载荷下的弹性性能分析（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.1.1 纳米复合材料的发展 |
| 1.1.2 石墨烯、碳纳米管的简介 |
| 1.2 研究现状 |
| 1.2.1 石墨烯及其增强复合材料的研究现状 |
| 1.2.2 碳纳米管及其增强复合材料的研究现状 |
| 1.2.3 柱状石墨烯的研究现状 |
| 1.2.4 石墨烯与碳纳米管协同增强复合材料的研究现状 |
| 1.3 论文主要内容 |
| 第二章 复合材料基本理论和分析方法 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 复合材料基本理论 |
| 2.2.1 各向异性弹性体的应力应变关系 |
| 2.2.2 纳米复合材料 |
| 2.3 多尺度分析方法的简介 |
| 2.4 有限元分析 |
| 2.4.1 概述 |
| 2.4.2 基本思想 |
| 2.4.3 有限元分析流程 |
| 2.4.4 单元类型选择 |
| 2.5 ABAQUS二次开发及Tie连接 |
| 2.5.1 ABAQUS与Python |
| 2.5.2 Tie的简介 |
| 2.6 本章小结 |
| 第三章 石墨烯增强树脂基复合材料的弹性性能分析 |
| 3.1 有限元模型的构建 |
| 3.1.1 石墨烯有限元模型的构建 |
| 3.1.2 界面层有限元模型的构建 |
| 3.1.3 石墨烯增强树脂基复合材料有限元模型的构建 |
| 3.2 材料属性及边界条件 |
| 3.2.1 材料属性的定义 |
| 3.2.2 边界条件的设置 |
| 3.3 结果与讨论 |
| 3.3.1 三明治型复合材料的结果与讨论 |
| 3.3.2 嵌入型复合材料的结果与讨论 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 含缺陷的石墨烯增强复合材料弹性性能的分析 |
| 4.1 石墨烯的缺陷 |
| 4.1.1 S-W缺陷的简介 |
| 4.1.2 双原子空缺缺陷的简介 |
| 4.2 有限元模型 |
| 4.2.1 含缺陷石墨烯的有限元模型 |
| 4.2.2 含缺陷石墨烯增强复合材料的有限元模型 |
| 4.3 结果与讨论 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 基于有限元的新型3D碳结构PGS弹性性能的分析 |
| 5.1 PGS的有限元分析 |
| 5.2 手性对PGS弹性性能的影响 |
| 5.2.1 不同手性PGS的有限元模型 |
| 5.2.2 结果与讨论 |
| 5.3 碳纳米管体积含量对PGS弹性性能的影响 |
| 5.3.1 含不同CNT体积含量PGS的有限元模型 |
| 5.3.2 结果与讨论 |
| 5.4 碳纳米管生长角度对PGS弹性性能的影响 |
| 5.4.1 含不同CNT角度PGS的有限元模型 |
| 5.4.2 结果与讨论 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 全文总结 |
| 6.2 未来展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读学位期间发表的学术论文 |
（3）玻纤增强微发泡注塑制品的多尺度力学性能模拟的关键技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.1.1 研究背景 |
| 1.1.2 研究目的和意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 纤维增强与泡沫塑料的研究现状 |
| 1.2.2 多尺度模拟研究现状 |
| 1.3 主要研究内容 |
| 第二章 基础理论 |
| 2.1 基于双尺度渐近展开的均匀化理论 |
| 2.1.1 均匀化理论及其有限元算法 |
| 2.1.2 周期性边界条件 |
| 2.2 弹性本构理论 |
| 2.2.1 线弹性力学本构方程 |
| 2.2.2 弹性刚度矩阵的坐标变换 |
| 第三章 基于均匀化理论的发泡结构RVE模型研究及验证 |
| 3.1 基于均匀化理论的微孔发泡结构RVE研究路线 |
| 3.2 均匀分布的大气泡与小气泡RVE模型 |
| 3.3 等径均匀气泡与大小混合气泡RVE模型 |
| 3.4 均匀气泡发泡率与模量的关系 |
| 3.5 随机气泡模型发泡率与模量的关系 |
| 3.6 不同气泡形态与模量的影响关系 |
| 3.7 本章小结 |
| 第四章 基于均匀化理论的微发泡PP/GF弹性力学参数研究 |
| 4.1 微发泡PP/GF取样表征与分层建模策略 |
| 4.2 表层结构RVE建模以及弹性力学研究 |
| 4.2.1 表层结构表征与RVE建模 |
| 4.2.2 表层弹性力学参数的研究 |
| 4.3 过渡层结构RVE建模以及弹性力学研究 |
| 4.3.1 过渡层结构表征与RVE建模 |
| 4.3.2 过渡层弹性力学参数的研究 |
| 4.4 中心层结构RVE建模以及弹性力学研究 |
| 4.4.1 中心层结构表征与RVE建模 |
| 4.4.2 中心层弹性力学参数的研究 |
| 4.5 整体结构的RVE建模以及弹性力学研究 |
| 4.5.1 整体结构的RVE建模 |
| 4.5.2 整体结构弹性力学参数的研究 |
| 4.6 本章小结 |
| 第五章 总结与展望 |
| 5.1 全文总结 |
| 5.1.1 主要工作内容 |
| 5.1.2 主要创新点 |
| 5.2 研究展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读硕士学位期间已发表的论文或专利 |
（4）改性纳米粒子增强聚合物基复合材料力学性能的分子动力学模拟研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 目录 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题背景及研究意义 |
| 1.2 纳米粒子增强聚合物基复合材料力学性能的研究现状 |
| 1.3 分子动力学基本原理 |
| 1.3.1 概述 |
| 1.3.2 力场选择 |
| 1.3.3 体系的平衡 |
| 1.3.4 感兴趣量的提取 |
| 1.3.5 Materials Studio 软件的模拟过程 |
| 1.4 课题来源及本文的主要研究内容 |
| 1.4.1 课题来源 |
| 1.4.2 本文的主要研究内容 |
| 第二章 基于均匀化方法的纳米粒子增强聚合物基复合材料力学性能的预测 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 等效基体有效模量 |
| 2.2.1 考虑界面相线性变化影响的球型纳米粒子有效模量张量 |
| 2.2.2 单胞的有效模量 |
| 2.3 数值算例与讨论 |
| 2.3.1 界面层厚度对复合材料弹性模量的影响 |
| 2.3.2 纳米粒子粒径对弹性模量的影响 |
| 2.3.3 纳米粒子体积分数对复合材料弹性模量的影响 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 SiO_2/PI 复合材料力学性能的分子动力学模拟 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 模型搭建和模拟过程 |
| 3.3 结果与讨论 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 改性 SiO_2/PI 复合材料的力学性能模拟 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 模拟过程及结果分析 |
| 4.2.1 硅丙烷改性的 SiO_2/PI 单胞模型 |
| 4.2.2 直接接枝的 SiO_2/PI 单胞模型 |
| 4.2.3 硅丙烷接枝的 SiO_2/PI 单胞模型 |
| 4.3 结果与讨论 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 团聚效应的分子动力学模拟 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 模型构建和结果分析 |
| 5.3 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 发表论文 |
| 致谢 |
（5）纳米MgO聚烯烃复合绝缘材料的制备及其电气性能的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 目录 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 纳米绝缘材料及其发展状况 |
| 1.2.1 纳米材料 |
| 1.2.2 研究进展 |
| 1.2.2.1 发展历史 |
| 1.2.2.2 聚乙烯纳米绝缘材料 |
| 1.2.2.3 聚丙烯纳米绝缘材料 |
| 1.2.2.4 其它绝缘材料 |
| 1.2.3 未来发展趋势 |
| 1.3 聚合物的电气性能 |
| 1.3.1 介质击穿 |
| 1.3.2 介电极化 |
| 1.3.3 介电损耗 |
| 1.3.4 电导 |
| 1.3.5 空间电荷 |
| 1.4 本课题研究内容及来源 |
| 第二章 氧化镁/交联聚乙烯纳米电缆绝缘材料的制备及其结构与性能的表征 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 实验部分 |
| 2.2.1 原料 |
| 2.2.2 三种材料的制备 |
| 2.3 测试仪器及结构性能的表征 |
| 2.3.1 场发射扫描电子显微镜 |
| 2.3.2 场发射透射电子显微镜 |
| 2.3.3 差示扫描量热分析 |
| 2.3.4 热失重分析 |
| 2.3.5 X 射线衍射 |
| 2.3.6 高压击穿测试 |
| 2.3.7 拉伸测试 |
| 2.3.8 介电谱测试 |
| 2.3.9 空间电荷测试 |
| 2.3.10 直流逐级耐压实验 |
| 2.4 结果分析 |
| 2.4.1 形态和分布 |
| 2.4.2 热分析 |
| 2.4.3 X 射线衍射分析 |
| 2.4.4 高压击穿测试 |
| 2.4.5 介电常数和介电损耗 |
| 2.4.6 力学性能 |
| 2.4.7 空间电荷 |
| 2.4.8 直流耐压试验 |
| 2.5 结论 |
| 第三章 氧化镁/聚丙烯纳米电缆绝缘材料的制备及其结构与性能的表征 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验部分 |
| 3.2.1 原料及来源 |
| 3.2.2 材料的制备 |
| 3.3 测试仪器及结构性能的表征 |
| 3.3.1 场发射扫描电子显微镜 |
| 3.3.2 场发射透射电子显微镜 |
| 3.3.3 差示扫描量热分析 |
| 3.3.4 热失重分析 |
| 3.3.5 X 射线衍射 |
| 3.3.6 高压击穿测试 |
| 3.3.7 拉伸测试 |
| 3.3.8 空间电荷测试 |
| 3.3.9 体积电阻测试 |
| 3.4 结果分析 |
| 3.4.1 形态和分布 |
| 2.4.2 X 射线衍射分析 |
| 2.4.3 热分析 |
| 2.4.4 高压击穿测试 |
| 2.4.5 力学性能 |
| 2.4.6 空间电荷 |
| 3.4.7 体积电阻率 |
| 3.5 结论 |
| 第四章 结论与展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读硕士学位期间发表的论文及研究成果 |
（6）基于Materials Studio的聚合物基纳米复合材料力学性能模拟（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题背景及研究意义 |
| 1.2 Materials Studio 软件 |
| 1.3 聚合物基纳米复合材料力学性能的研究现状 |
| 1.4 课题来源及本文的主要研究内容 |
| 1.4.1 课题来源 |
| 1.4.2 本文的主要研究内容 |
| 第二章 分子动力学模拟基本理论 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 分子动力学方法 |
| 2.2.1 牛顿运动方程 |
| 2.2.2 数值解 |
| 2.2.3 力场 |
| 2.2.4 时间步长 |
| 2.2.5 周期性边界条件 |
| 2.2.6 简化单位 |
| 2.2.7 系综 |
| 2.3 分子动力学流程 |
| 2.3.1 模拟程序一般按以下方式构成： |
| 2.3.2 分子动力学计算流程图 |
| 2.4 分子动力学模拟软件 Materials Studio |
| 2.4.1 操作窗口：MS Visualizer |
| 2.4.2 建模模块：MS Amorphous Cell |
| 2.4.3 分子动力学分析模块 |
| 2.5 分子动力学模拟算例 |
| 2.5.1 PI/SiO_2表面模型 |
| 2.5.2 PI/Al_2O_3表面模型 |
| 2.6 本章小结 |
| 第三章 纯聚酰亚胺的力学性能模拟 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 聚酰亚胺简介 |
| 3.2.1 聚酰亚胺(PI)的性能 |
| 3.2.2 聚酰亚胺的应用 |
| 3.3 分子动力学中力学性质的计算原理 |
| 3.4 聚酰亚胺周期性单胞模型 |
| 3.5 聚酰亚胺单胞模型的力学性质 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 PI/SiO_2纳米复合材料的力学性能模拟 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 建立 PI/SiO_2单胞模型 |
| 4.2.1 构建二氧化硅纳米粒子 |
| 4.2.2 构建 PI/SiO2单胞模型 |
| 4.3 PI/SiO2单胞模型的力学性质 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 总结与展望 |
| 5.1 总结 |
| 5.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
（7）低密度聚乙烯/纳米ZnO复合材料击穿性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 纳米科技与纳米材料 |
| 1.2 聚合物纳米复合材料的发展概况 |
| 1.3 聚乙烯击穿性能的研究意义 |
| 1.4 聚乙烯击穿性能的国内外研究现状 |
| 1.5 课题来源及其主要研究内容 |
| 第2章 聚乙烯/纳米氧化锌复合材料的制备及表征 |
| 2.1 纳米氧化锌的表面修饰 |
| 2.2 纳米复合材料的制备方法 |
| 2.3 实验试样的制备 |
| 2.4 纳米复合材料的表征 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 聚乙烯/纳米氧化锌复合材料击穿性能 |
| 3.1 击穿的理论基础 |
| 3.1.1 击穿机理的研究 |
| 3.1.2 界面模型 |
| 3.1.3 击穿的分类和特点 |
| 3.1.4 击穿场强的 Weibull 分析 |
| 3.2 聚乙烯/纳米氧化锌复合材料的击穿实验研究 |
| 3.2.1 制备工艺对复合材料击穿性能的影响 |
| 3.2.2 氧化锌的粒径对复合材料击穿性能的影响 |
| 3.2.3 氧化锌的表面修饰对复合材料击穿性能的影响 |
| 3.2.4 氧化锌含量对复合材料击穿性能的影响 |
| 3.2.5 实验温度对复合材料击穿性能的影响 |
| 3.3 本章小结 |
| 第4章 聚乙烯/纳米氧化锌复合材料其它性能 |
| 4.1 复合材料电导性能的测试 |
| 4.1.1 氧化锌含量对复合材料电导率的影响 |
| 4.1.2 温度对复合材料电导率的影响 |
| 4.2 复合材料空间电荷的测试 |
| 4.3 复合材料介电频谱的测试 |
| 4.4 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
（9）分子模拟技术在复合材料研究中的应用（论文提纲范文）
| 1 复合材料的结构模拟 |
| 2 复合材料界面作用的模拟 |
| 3 纳米复合材料的模拟 |
| 4 结 语 |
（10）尼龙6/蒙脱土纳米复合材料的制备与性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 蒙脱土的结构与性质 |
| 1.3 聚合物基层状硅酸盐纳米复合材料（PLSN）的结构与性质 |
| 1.4 聚合物/蒙脱土纳米复合材料的制备方法 |
| 1.5 蒙脱土插层的热力学分析 |
| 1.6 尼龙6 改性研究进展 |
| 1.7 尼龙6/蒙脱土纳米复合材料的国内外研究现状与展望 |
| 1.8 本文的研究思路与主要研究内容 |
| 第2章 尼龙6/蒙脱土纳米复合材料的制备与结构、性能 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 实验部分 |
| 2.2.1 主要原料 |
| 2.2.2 原位聚合法制备纳米复合材料 |
| 2.3 性能与结构测试 |
| 2.3.1 原子力显微(AFM)镜测试 |
| 2.3.2 扫描电镜(SEM)测试 |
| 2.3.3 X 射线衍射测试 |
| 2.3.4 差示扫描量热(DSC)测试 |
| 2.3.5 热重(TG)测试 |
| 2.3.6 力学性能测试 |
| 2.4 结果与讨论 |
| 2.4.1 原子力显微镜形貌 |
| 2.4.2 扫描电镜形貌 |
| 2.4.3 X 射线衍射分析 |
| 2.4.4 热重分析与差示扫描量热分析 |
| 2.4.5 纳米复合材料的力学性能 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 尼龙6/蒙脱土纳米复合材料蠕变行为研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 分数阶导数 |
| 3.2.1 分数阶导数的定义 |
| 3.2.2 Abel 核的定义 |
| 3.2.3 分数阶导数的Laplace 与Fourier 变换 |
| 3.2.4 分数阶导数的基本性质 |
| 3.3 Prony 级数逼近算法 |
| 3.3.1 Prony 级数方法的概貌 |
| 3.3.2 Prony 级数方法的优缺点 |
| 3.4 实验与分析 |
| 3.4.1 蠕变实验 |
| 3.4.2 分数阶导数类标准线性体模型 |
| 3.4.3 Prony 级数模型 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 剥离型尼龙6/蒙脱土纳米复合材料有效弹性性能的预测 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 复合材料的等效性能的预测方法 |
| 4.2.1 直接法 |
| 4.2.2 定界法 |
| 4.2.3 近似方法 |
| 4.3 渐近均匀化理论 |
| 4.4 剥离型尼龙6/蒙脱土纳米复合材料有效弹性性能计算 |
| 4.4.1 剥离型尼龙6/蒙脱土纳米复合材料的整体有效弹性性能的预测 |
| 4.4.2 使用其他模型与计算结果的比较 |
| 4.5 本章小结 |
| 总结与展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 附录：攻读硕士期间公开发表的论文 |
四、聚合物基纳米复合材料跨层次本构理论模型（论文参考文献）
- [1]纤维增强复合材料抗弹丸侵彻性能的多尺度数值模拟研究[D]. 王东哲. 山东大学, 2021(12)
- [2]纳米复合材料单向拉伸载荷下的弹性性能分析[D]. 宋鲁彬. 太原理工大学, 2019(08)
- [3]玻纤增强微发泡注塑制品的多尺度力学性能模拟的关键技术研究[D]. 覃宇航. 上海交通大学, 2016
- [4]改性纳米粒子增强聚合物基复合材料力学性能的分子动力学模拟研究[D]. 张惠. 暨南大学, 2014(04)
- [5]纳米MgO聚烯烃复合绝缘材料的制备及其电气性能的研究[D]. 宋红艳. 上海交通大学, 2014(06)
- [6]基于Materials Studio的聚合物基纳米复合材料力学性能模拟[D]. 林杰. 暨南大学, 2013(01)
- [7]低密度聚乙烯/纳米ZnO复合材料击穿性能研究[D]. 程羽佳. 哈尔滨理工大学, 2013(06)
- [8]分子模拟技术在复合材料研究中的应用[A]. 丁勇杰,周超. 第十九届玻璃钢/复合材料学术交流会论文集, 2012(总第228期)
- [9]分子模拟技术在复合材料研究中的应用[J]. 丁勇杰,周超. 玻璃钢/复合材料, 2012(S1)
- [10]尼龙6/蒙脱土纳米复合材料的制备与性能研究[D]. 何伟. 湘潭大学, 2011(04)