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航空金属块体材料电子散射与纳米碳管相关力学问题的计算模拟

专 业: 飞行器设计
关键词: 电子散射 碳纳米管 纳米豆荚 分子动力学 航空材料 金属块体材料
分类号: V252  TB383
形 态: 共 57 页 约 37,335 个字 约 1.786 M内容
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内容摘要


论文的工作包括两大部分:

第一部分:

航空金属块体材料电子散射的Monte Carlo模拟铝、钛、镁等合金因其具有重量轻、高强度和耐腐蚀等优异特性而受到学术界和工业界的广泛重视,已在航空航天领域的工程结构中得以广泛使用。

由于辐射带、太阳能量粒子事件、银河宇宙线等因素,宇宙空间存在着大量的带电粒子且大部分的能量在百电子伏到数千电子伏之间。

这些带电粒子常会对航空航天器外部材料,内部仪器和人员造成强的辐射损害。

因此,应用中高能电子束来模拟宇宙空间环境对航天航空材料的影响研究显得很必要。

在本文第一部分中,我们采用Monte Carlo方法,模拟了中高能电子束作用下Al、Ti、Mg、Fe合金块体中的电子散射,研究了Al、Ti、Mg、Fe金属中背散射电子BSE(Backscattered Electrons)、吸收电子Aes(Absorbed Electrons)的能量、空间分布,能量损失分布以及Ses(Scattered Electrons)的能量沉积。

最终获得了一系列与铝、钛、镁、铁金属合金中能电子散射相关的非常有价值的计算结果。

并对结果进行归纳整理,以积累相关材料的电子散射性能参数。

第二部分:

纳米碳管、碳纳米豆荚相关力学问题的分子动力学模拟纳米碳管具有优越的力学性能,弹性模量可达到Tpa量级,强度和柔韧性极高。

因而对于纳米碳管超常力学性质的研究一直是纳米力学领域的研究热点之一。

由于实验难度大,分子模拟在揭示纳米碳管的力学行为方面显得尤为重要。

基于此,本文第二部分采取的是经典分子动力学的方法来模拟研究纳米碳管的力学性能。

首先,用C语言编写了一个纳米碳管生成器;其次模拟了多壁纳米碳管的径向压缩,探讨了压缩过程中能量的变化,发现多壁纳米碳管比单壁纳米碳管有更好的径向压缩力学性能;然后,研究了填充惰性气体Ne分子对C60富勒烯球在纳米碳管中碰撞的能量损失情况的影响,进而探讨碳纳米豆荚中富勒烯之间的能量传输,结果发现Ne填充降低了纳米豆荚的能量传输率..……

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文摘
英文文摘
论文说明:图表目录
承诺书
第一部分 航空金属块体材料电子散射的Monte Carlo 模拟
第二部分 :纳米碳管相关力学问题的分子动力学模拟
参考文献

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中图分类: > V252 > 航空、航天 > 航空 > 航空用材料 > 金属材料
其他分类: > TB383 > 工业技术 > 一般工业技术 > 工程材料学 > 特种结构材料

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