УДК 539.3

Обсуждается проблема связи интегральных упругих характеристик наноразмерных структур с силовыми постоянными межатомных связей. Показана эффективность применения метода конечных элементов к моделированию механического поведения систем связанных атомов. Приведены примеры расчета в рамках дискретной модели упругих модулей при растяжении и изгибе линейной цепочки связанных атомов: модуля Юнга, коэффициента Пуассона и модуля сдвига для графена в рамках поля центральных сил и валентно-силового поля. Также для графена рассчитаны вклады в упругие модули невалентных связей. Для углеродной нанотрубки вычислены упругие модули при разных схемах нагружения.

 

This paper discusses the relationship between integral elastic characteristics of nanodimensional structures and force constants of interatomic bonds. It is shown that the finite element method can be effectively applied to model the mechanical behavior of bound atomic systems. A discrete model is used to calculate elastic moduli under tension and bending of a linear chain of bound atoms; Young's modulus, Poisson's ratio and shear modulus for graphene are calculated using a central force field and valence force field. The contribution of non-valence bonds to elastic moduli is calculated for graphene. Elastic moduli are calculated for a carbon nanotube under different loading conditions.

 

М.А. Журавков, В.И. Репченков, Ю.Е. Нагорный, А.В. Оковитый  Тензор модулей упругости, матрица силовых постоянных и наноразмерные структуры // Физ. мезомех. - 2015. - Т. 18. - № 1. - С. 43-51