含空位缺陷单壁碳纳米管断裂行为的有限元模拟

来源期刊：新型炭材料2016年第6期

论文作者：张续 齐乐华 舒扬 付前刚 李贺军

文章页码：646 - 650

关键词：单壁碳纳米管;空位缺陷;有限元法;抗拉强度;极限应变;

摘    要：提出了碳碳键的断裂准则,建立了含空位缺陷碳纳米管的有限元模型,基于此断裂准则采用有限元方法对单壁碳纳米管的断裂行为进行了模拟研究,计算得到了碳纳米管的抗拉强度和极限应变,并研究了单原子空位缺陷对碳纳米管抗拉强度和极限应变的影响。结果表明理想单壁碳纳米管的抗拉强度约为100 GPa,极限应变约为20%。单原子空位缺陷显著降低了碳纳米管的抗拉强度和极限应变,使抗拉强度降低了20%~30%,极限应变降低了12%~18%,这也正是碳纳米管极限强度的实验结果远低于理论预测结果的原因。