碳纳米管薄膜的面外弯曲刚度及其阈值
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摘要
作为薄层状的网络结构,碳纳米管薄膜在其应用中极易发生面外弯曲。因而深入了解网络弯曲的机理并预测其弯曲刚度十分重要。基于能量法和有限元分析,本文研究了碳纳米管薄膜的弯曲刚度。研究发现碳纳米管薄膜的弯曲由面外变形和面内变形两种模式组成。此外,本文还揭示了网络是否能承受弯曲载荷的临界点——弯曲刚度阈值。不同于面内刚度阈值,该阈值和导电阈值相同。弯曲刚度由弯曲刚度阈值和两个面内刚度阈值分为四个阶段,并可表示为一个简单分段解析式。本文的方法和结论还可以扩展到其他纳米管/线的网络材料中。
引文
1 CHEN Y,PAN F,GUO Z,et al.Stiffness threshold of randomly distributed carbon nanotube networks[J].J Mech Phys Solids,2015,84.395-423.
2 PAN F,CHEN Y,QIN Q.Stiffness thresholds of buckypapers under arbitrary loads[J].Mech Mater,2016,96.151-68.
3 PAN F,CHEN Y,LIU Y,et al.Out-of-plane bending of carbon nanotube films[J].Int J Solids Struct,2016,DOI:10.1016/j.ijsolstr.2016.11.020.
2 PAN F,CHEN Y,QIN Q.Stiffness thresholds of buckypapers under arbitrary loads[J].Mech Mater,2016,96.151-68.
3 PAN F,CHEN Y,LIU Y,et al.Out-of-plane bending of carbon nanotube films[J].Int J Solids Struct,2016,DOI:10.1016/j.ijsolstr.2016.11.020.