DSpace DSpace UPC
 Català   Castellano   English  

E-prints UPC >
Altres >
Enviament des de DRAC >

Empreu aquest identificador per citar o enllaçar aquest ítem: http://hdl.handle.net/2117/7985

Arxiu Descripció MidaFormat
zou_effective_2009.pdf750.54 kBAdobe PDFThumbnail
Veure/Obrir

Citació: Jian, Z. [et al.]. Effective coarse-grained simulations of super-thick multi-walled carbon nanotubes under torsion. "Journal of applied physics", Febrer 2009, vol. 105, núm. 3, p. 33516-33516-8.
Títol: Effective coarse-grained simulations of super-thick multi-walled carbon nanotubes under torsion
Autor: Jian, Zou; Huang, Xu; Arroyo Balaguer, Marino Veure Producció científica UPC; Zhang, Sulin
Data: feb-2009
Tipus de document: Article
Resum: Under torsion and beyond the buckling point, multi-walled carbon nanotubes (MWCNTs) develop a periodic wave-like rippling morphology. Here, we show that torsional rippling deformations can be accurately described by a simple sinusoidal shape function. Combining this observation with the geometry optimization, we develop an effective coarse-grained model that reproduces the complex nonlinear mechanical responses of thick MWCNTs under torsion predicted by large-scale atomistic simulations. Furthermore, the model allows us to simulate super-thick tubes, inaccessible by other coarse-grained methods. With this effective coarse-grained model, we show from an energetic analysis that the rippling deformation is a result of in-plane strain energy relaxation, penalized by the increase in the interlayer van der Waals interaction energy. Our simulations reveal that the torsional response of MWCNTs with up to 100 layers approximately follows a simple bilinear law, and the ratio of the torsional rigidities in the pre- and post-buckling regimes is nearly a constant, independent of the tube radius. In contrast, the bifurcation torsional strain powerly scales with the tube radius. We also find that the wave number in the circumferential direction linearly increases with tube radius, while the wavelength monotonically increases with tube radius, and approaches a constant in the limit of bulk graphite. The bilinear constitutive relation, together with the scaling law of the bifurcation torsional strain, furnishes a simple nonlinear beam theory, which facilitates the analysis of MWCNT bundles and networks.
ISSN: 0021-8979
URI: http://hdl.handle.net/2117/7985
DOI: 10.1063/1.3074285
Apareix a les col·leccions:LaCàN - Laboratori de Càlcul Numèric. Articles de revista
Departaments de Matemàtica Aplicada. Articles de revista
Altres. Enviament des de DRAC
Comparteix:


Stats Mostra les estadístiques d'aquest ítem

SFX Query

Tots els drets reservats. Aquesta obra està protegida pels drets de propietat intel·lectual i industrial corresponents. Sense perjudici de les exempcions legals existents, queda prohibida la seva reproducció, distribució, comunicació pública o transformació sense l'autorització del titular dels drets.

Per a qualsevol ús que se'n vulgui fer no previst a la llei, dirigiu-vos a: sepi.bupc@upc.edu

 

Valid XHTML 1.0! Programari DSpace Copyright © 2002-2004 MIT and Hewlett-Packard Comentaris
Universitat Politècnica de Catalunya. Servei de Biblioteques, Publicacions i Arxius