湿热条件下碳纳米管的后屈曲分析

摘要

基于连续介质力学和结构稳定性理论,考虑温度、相对湿度以及碳纳米管与基底间的初始距离等因素,对碳纳米管在轴向荷载与基底范德华力作用下的屈曲和后屈曲行为进行研究.采用欧拉梁模型,建立碳纳米管在湿热环境中的后屈曲控制方程,运用半解析法和伽辽金法对碳纳米管的后屈曲问题进行求解,确定碳纳米管在湿热环境中的后屈曲路径.结果表明,碳纳米管与基底间的范德华力随着相对湿度的增加而变大,进而影响碳纳米管的稳定性;在高温环境中碳纳米管的稳定性随温度升高而降低,在低温环境中碳纳米管的稳定性随温度升高而增强;碳纳米管的稳定性随径长比的增大而改善.

关键词

碳纳米管 / 温度 / 相对湿度 / 后屈曲