碳纳米管增强聚合物复合材料的界面脱黏及应力分布

编号：NMJS05077

篇名：碳纳米管增强聚合物复合材料的界面脱黏及应力分布

作者：周丽军； 郭建刚； 亢一澜；

关键词：碳纳米管； 聚合物； 复合材料； 界面脱黏； 残余应力；

机构： 天津大学机械工程学院天津市现代工程力学重点实验室； 天津职业技术师范大学机械工程学院；

摘要： 碳纳米管和复合材料基体间的界面力学行为是影响复合材料宏观力学性能的重要因素,为此本文利用有限单元法对单壁碳纳米管增强聚合物复合材料的界面脱黏、切应力分布及拔出载荷进行了数值模拟。建立了一个轴对称三圆柱壳模型,引入ABAQUS中的Cohesive单元模拟了单壁碳纳米管和聚合物基体之间的界面层,分析了单壁碳纳米管的长细比、界面强度以及热残余应力等因素对碳纳米管与聚合物基体间的界面切应力以及拔出载荷的影响。模拟结果表明:当单壁碳纳米管的长度变化为50~100nm、与基体之间的界面强度为50~100MPa、环境温度变化为100℃时,碳纳米管的长细比、界面强度以及由于热失配所引起的残余应力对单壁碳纳米管与聚合物基体间的界面切应力以及拔出载荷有着显著的影响。