碳纳米管屈曲与振动的若干特性研究的开题报告.docx

碳纳米管屈曲与振动的若干特性研究的开题报告

一、选题背景和意义

碳纳米管(CarbonNanotube,CNT)是具有独特物理化学性质的一类新型纳米材料。由于其高比强度、高导电性、高热导性等优异性能，被广泛地应用于纳米电子学、纳米机械学、纳米传感等领域。碳纳米管屈曲与振动作为一种重要的物理现象，不仅是探究碳纳米管特性的基本问题，还涉及到碳纳米管工程应用的许多方面，比如形成复合材料，制备传感器等。

二、研究内容与方法

本文主要研究碳纳米管屈曲和振动特性，考虑以下几个方面：

1.碳纳米管的弯曲形变

通过建立三维弹性理论模型，探究碳纳米管的屈曲行为。分析应变分布、变形延展、屈曲半径等参数变化规律，讨论弯曲形变对碳纳米管力学性能的影响。

2.碳纳米管的振动特性

针对单层和多层碳纳米管，通过建立模拟模型研究其基频振动模式。分析不同结构参数对振动频率和振动模式的影响，探究碳纳米管振动行为的本质。

3.固体力学方法研究碳纳米管几何形态

基于固体力学的原理和方法，探究碳纳米管的几何形态研究方法。通过对实验数据的处理与分析对碳纳米管的体积、形态、尺寸等方面进行精确度为纳米级别的测量。

三、预期成果

1.通过分析碳纳米管的屈曲行为，揭示碳纳米管的弯曲形变机理，为理解碳纳米管的力学性能奠定基础。

2.基于模拟研究，提高我们对碳纳米管的振动特性的理解，为设计制备高灵敏度的碳纳米管传感器提供基础。

3.创新性提出一种固体力学方法研究碳纳米管几何形态，为后续的形态研究奠定基础。

四、研究进度和计划

在前期的文献综述和基础理论研究基础上，将开展模拟模型搭建和数值计算，对碳纳米管的屈曲和振动行为进行深入研究，并进行实验数据的处理与分析。在此基础上提出本文提出的固体力学方法。最后完成文章撰写和论文稿件的交流和提交。预计完成时间为十二个月。