کد مقاله کد نشریه سال انتشار مقاله انگلیسی نسخه تمام متن
5018311 1467044 2017 54 صفحه PDF دانلود رایگان
عنوان انگلیسی مقاله ISI
An interface energy density-based theory considering the coherent interface effect in nanomaterials
ترجمه فارسی عنوان
یک تئوری مبتنی بر تراکم انرژی رابطی با توجه به اثر اتصال منسجم در مواد نانومواد
کلمات کلیدی
نانومواد، اثر رابط یکپارچه، تراکم انرژی رابط مدول الاستیکی موثر، نانوکامپوزیت،
ترجمه چکیده
برای توصیف اثر رابط منسجم به راحتی و قابل قبول در نانومواد، یک نظریه پیوسته پیشنهاد شده است که بر اساس مفهوم تراکم انرژی آزاد شده رابط است که یک عامل غالب بر خواص مکانیکی رابط منسجم در مواد از همه مقیاس است. اثر کرنش باقی مانده ناشی از آرامش و غلظت نانومواد شبکه، و همچنین به دلیل تغییر شکل رابط ناشی از یک بار خارجی بر روی تراکم انرژی آزاد، در نظر گرفته شده است. در مقایسه با نظریه های موجود، عدم انقباض استرس در رابط توسط تراکم انرژی آزاد با رابط از طریق کشش ناشی از رابط مشخص می شود. در نتیجه، ثابت الاستیک رابطی که در نظریه های قبلی معرفی شده است که دقیقا مشخص نیست، در نظریه کنونی اجتناب شود. تنها تراکم انرژی سطح مواد فشرده که رابط را تشکیل می دهند، پارامتر آرام سازی ناشی از آرام سازی سطح و پارامتر عدم سازگاری برای تشکیل یک رابط منسجم بین دو سطح درگیر هستند. تمام پارامترهای مربوطه به مراتب ساده تر از ثابت های الاستیک رابط هستند. با استفاده از نظریه پیشنهادی، ماژول فله و برشی نانوکامپوزیت تقویت شده با نانوذرات پیش بینی می شود. راه حل های بسته به دست آمده، نشان داده شده امکان و راحتی مدل پیشنهاد شده برای پیش بینی اثر رابط در مواد نانومواد.
موضوعات مرتبط
مهندسی و علوم پایه سایر رشته های مهندسی مهندسی مکانیک
پیش نمایش مقاله
یک تئوری مبتنی بر تراکم انرژی رابطی با توجه به اثر اتصال منسجم در مواد نانومواد
چکیده انگلیسی
To characterize the coherent interface effect conveniently and feasibly in nanomaterials, a continuum theory is proposed that is based on the concept of the interface free energy density, which is a dominant factor affecting the mechanical properties of the coherent interface in materials of all scales. The effect of the residual strain caused by self-relaxation and the lattice misfit of nanomaterials, as well as that due to the interface deformation induced by an external load on the interface free energy density is considered. In contrast to the existing theories, the stress discontinuity at the interface is characterized by the interface free energy density through an interface-induced traction. As a result, the interface elastic constant introduced in previous theories, which is not easy to determine precisely, is avoided in the present theory. Only the surface energy density of the bulk materials forming the interface, the relaxation parameter induced by surface relaxation, and the mismatch parameter for forming a coherent interface between the two surfaces are involved. All the related parameters are far easier to determine than the interface elastic constants. The effective bulk and shear moduli of a nanoparticle-reinforced nanocomposite are predicted using the proposed theory. Closed-form solutions are achieved, demonstrating the feasibility and convenience of the proposed model for predicting the interface effect in nanomaterials.
ناشر
Database: Elsevier - ScienceDirect (ساینس دایرکت)
Journal: Journal of the Mechanics and Physics of Solids - Volume 99, February 2017, Pages 321-337
نویسندگان
, , ,