第1章 绪论

1.1CNT的原子结构特征与力学性能

1.1.1直型CNT

1.1.2异型CNT

1.2 CNT/聚合物复合材料

1.2.1 CNT/聚合物复合材料的力学性能

1.2.2 CNT/聚合物界面结合和应力传递

1.3 CNT集合体

1.3.1 CNT共价连接网络

1.3.2 CNT薄膜

1.3.3 CNT纤维

1.4本书的主要内容和结构

参考文献

第2章 CNT集合体的研究方法

2.1经典分子动力学方法

2.1.1基本方程

2.1.2势能函数

2.1.3系综

2.1.4分子动力学的模拟过程与程序

2.2分子结构力学方法

2.3粗粒化分子动力学方法

参考文献

第3章 CNT共价连接平面网络的变形及破坏行为

3.1推广的分子结构力学方法

3.2共价连接平面网络结构的构建

3.3超级石墨烯的拉伸变形与破坏行为

3.4超级四边形的拉伸变形与破坏行为

3.5超级CNT的力学行为分析

本章小结

参考文献

第4章 三维CNT纳米结构及其力学性能

4.1引言

4.2轴向连接三维纳米结构的构建

4.2.1CNT代表单元体的组装

4.2.2利用第一性原理验证结构的稳定性

4.2.3潜在应用

4.2.4模拟过程和条件

4.3轴向连接三维纳米结构的力学性能

4.3.1轴向连接三维纳米结构的拉伸性能

4.3.2轴向连接三维纳米结构的压缩性能

4.4径向连接三维纳米结构

4.5径向连接三维纳米结构的力学性能

4.5.1径向连接三维纳米结构的拉伸性能

4.5.2径向连接三维纳米结构的压缩性能

本章小结

参考文献

第5章 SWNT纤维的拉伸变形及破坏行为

5.1 SWNT粗粒化力场

5.2轴向排布方式对SWNT纤维拉伸行为的影响

5.2.1 SWNT薄膜CGMD模型

5.2.2 SW NT纤维加捻过程模拟

5.2.3拉伸载荷下的应力-应变关系

5.2.4管间相互作用力对纤维强度的影响

5.2.5微观结构演变

5.3缠绕对SWNT纤维力学行为的影响

5.3.1 SWNT薄膜CGMD模型

5.3.2 SW NT纤维加捻过程模拟

5.3.3 SWNT薄膜的拉伸变形与破坏行为

5.3.4 SWNT薄膜的微观结构与能量演变

5.3.5 SWNT薄膜内应力分布

5.3.6 SWNT纤维的承载能力

5.3.7 SWNT纤维的微观结构与能量演变

本章小结

参考文献

第6章 坍塌CNT纤维的力学性能

6.1CDWNT纤维多层级结构特征

6.2 CDWNT纤维粗粒化模型

6.2.1 CDWNT的粗粒化模型与力场参数

6.2.2 CDWNT纤维的粗粒化分子动力学计算模型

6.3轴向单调拉伸载荷下的变形与破坏行为

6.4循环加载下的变形与破坏行为

6.5 CNT弯曲分支的作用

本章小结

参考文献

第7章 CNT纤维宏观拉伸性能的实验研究

7.1引言

7.2微拉伸测试仪

7.3试样制备

7.4单次加载测试

7.5循环加载测试

本章小结

参考文献

第8章 微纳米复合材料力学的分析方法

8.1界面内聚力模型

8.2内聚力有限元法

8.3界面内聚力单元的使用

8.4二尺度展开法

8.4.1位移场的展开

8.4.2弹性细观结构基本方程

8.4.3细观结构的有效性能

8.4.4变分形式

8.4.5有限元公式

本章小结

参考文献

第9章 CNT纤维/聚合物界面性能的微滴实验与模拟

9.1引言

9.2 CNT纤维微滴包埋实验方法

9.2.1试样制备与实验装置

9.2.2测试结果分析

9.3微滴包埋实验的有限元模拟

9.4计算结果与讨论

9.4.1微滴脱粘行为

9.4.2内聚力参数的影响

9.4.3热残余应力的影响

本章小结

参考文献

第10章 CNT复合材料的界面破坏行为

10.1连续CNT复合材料的力学模型

10.2界面性能对复合材料横向性能的影响

10.3非连续CNT排列方式对界面破坏方式的影响

10.3.1 CNT在基体中的排列方式和分析模型

10.3.2 CNT排列方式对界面破坏性能的影响

10.4界面强度对CNT复合材料破坏方式的影响

10.4.1强界面强度的CNT复合材料破坏方式

10.4.2弱界面强度的CNT复合材料破坏方式

10.5基体微裂纹对CNT复合材料力学性能的影响

本章小结

参考文献

第11章 碳-铜复合材料界面裂纹的分子动力学研究

11.1引言

11.2碳-铜复合材料模型和计算条件

11.3界面裂纹的分子动力学模拟

11.3.1右端自由情况下的界面裂纹模拟

11.3.2右端固定情况下的界面裂纹模拟

11.3.3与内聚力有限元结果对比

本章小结

参考文献

第12章 CNT共价连接网络复合材料的力学性能

12.1二维CNT网络复合材料

12.1.1细观力学模型

12.1.2有效刚度系数

12.1.3局部应力分布

12.2三维网络CNT复合材料的有效力学性能

12.2.1细观力学模型

12.2.2有效刚度系数

12.3 CNT网络/聚合物间范德华相互作用力和内聚力模型

12.3.1超级CNT/石墨烯间范德华相互作用力和内聚力模型

12.3.2超级CNT/聚合物间范德华相互作用力和内聚力模型

本章小结

参考文献

第13章 大变形条件下均匀化方法及其应用

13.1有限变形的基本理论

13.1.1物质描述法与空间描述法

13.1.2功共轭的应力-应变关系

13.2超弹性模型的有限元法

13.2.1超弹性模型中运动学参量的离散

13.2.2平衡方程的离散

13.3大变形条件下均匀化方法的基本理论

13.3.1大变形条件下的虚功方程

13.3.2宏观位移和细观位移

13.3.3大变形条件下的均匀化方程

13.4有限变形有限元程序

13.5纤维增强树脂基复合材料的超弹性模型及变形分析

13.5.1单丝纤维增强树脂基复合材料的超弹性模型及变形分析

13.5.2纤维束增强树脂基复合材料的超弹性模型及变形分析

本章小结

参考文献