考虑大变形、接触与材料非线性的石墨烯基结构模态分析
计算工程、金融与科学
2018-04-03 v2 介观与纳米尺度物理
计算物理
摘要
我们计算了预应力石墨烯基结构(如平坦石墨烯片与碳纳米管)的非线性频率。这些结构采用非线性超弹性壳模型建模。该模型用量子力学数据标定,且对高应变有效。通过在假设无穷小应变下对Canham弯曲模型获得了各类板的固有频率解析解。这些解用于验证数值结果。该模型的性能通过若干算例加以说明。对方板在纯膨胀或单轴拉伸下、圆板在纯膨胀或粘附基底作用下、以及碳纳米管在单轴压缩或拉伸下进行模态分析。粘附基底采用范德瓦耳斯相互作用(基于Lennard-Jones势)与粗粒度接触模型建模。结果表明,解析固有频率低估了真实频率,这在基于石墨烯结构的器件设计中应予以考虑。
引用
@article{arxiv.1801.00290,
title = {Modal analysis of graphene-based structures for large deformations, contact and material nonlinearities},
author = {Reza Ghaffari and Roger A. Sauer},
journal= {arXiv preprint arXiv:1801.00290},
year = {2018}
}