含中心裂纹石墨烯拉伸性能的分子动力学模拟

编号：NMJS05454

篇名：含中心裂纹石墨烯拉伸性能的分子动力学模拟

作者：韩强； 王彩红； 辛东嵘；

关键词：石墨烯薄膜； 中心裂纹； 分子动力学； 裂纹尺寸； 应变率； 温度；

机构： 华南理工大学土木与交通学院；

摘要： 基于分子动力学方法,采用Tersoff势函数,研究了含中心裂纹扶手椅型单层石墨烯薄膜的破坏过程.得到了相应的应力-应变曲线及破坏形态,分析了裂纹尺寸、应变率以及温度变化对含中心裂纹石墨烯薄膜拉伸力学性能的影响.研究结果表明:随着裂纹尺寸的增大及温度的升高,石墨烯薄膜的破坏强度和破坏应变均减小,裂纹开始扩展时对应的应力减小;随着应变率增大,石墨烯薄膜的破坏强度和破坏应变均增加,裂纹的起裂应力及扩展过程中的平均速度均增加;薄膜的破坏均是从中心裂纹附近开始,随着裂纹尺寸、应变率及温度的变化,石墨烯薄膜表现出不同的破坏机制;较高应变率作用下,薄膜中心和边缘处均出现C—C键断裂.