Applicability of interface spring and interphase models in micromechanics for predicting effective stiffness of polymer-matrix nanocomposite

材料科学 复合材料 微观力学 相间 刚度 纳米复合材料 代表性基本卷 聚合物纳米复合材料 基质(化学分析) 聚合物 弹性(物理) 多尺度建模 弹性模量 复合数 粘弹性 分子动力学 体积分数 有限元法
作者
Sangryun Lee,Jiyoung Jung,Seunghwa Ryu
出处
期刊:Extreme Mechanics Letters [Elsevier]
卷期号:49: 101489-
标识
DOI:10.1016/j.eml.2021.101489
摘要

Abstract Using a multiscale modeling framework that combines molecular dynamics (MD) simulation and micromechanics-based homogenization method, the effective elastic properties of polymer-matrix nanocomposites are predicted for a wide range of interfacial bond stiffness (energy). We consider the homogenization method with two interface models, the interface spring model and interphase model, to account for the interfacial effect, and test the validity of both models by comparing them to the finite element analyses. We then calculate the bulk moduli of Nylon6 (matrix)–SiC (nanoparticle) nanocomposite using MD simulations by varying the interfacial bond stiffness and size of the SiC nanoparticle. By comparing the bulk moduli from MD simulations with the theoretical predictions from the homogenization method, we find the interfacial bond stiffness range within which each interfacial model is relevant. We also investigate and explain the effect of particle size on the effective material properties at different interfacial bond stiffnesses. The effect of interphase and interfacial imperfection (damage) observed from the MD simulation on the effective properties are analyzed. Finally, we predict the effective properties of the Nylon6-SiC nanocomposite by varying the level of SiC particle agglomeration and study how the effect of agglomeration changes over the interfacial bond stiffness.

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
xxwxx完成签到,获得积分10
1秒前
小丸子呀发布了新的文献求助10
1秒前
1秒前
3秒前
离希夷完成签到,获得积分10
4秒前
岩追研完成签到,获得积分10
5秒前
lucid完成签到,获得积分10
5秒前
小蘑菇应助simon采纳,获得10
6秒前
6秒前
CL837809486完成签到,获得积分10
6秒前
7秒前
7秒前
7秒前
夕荀发布了新的文献求助10
7秒前
7秒前
7秒前
研友_VZG7GZ应助独特的追命采纳,获得30
7秒前
8秒前
布布完成签到 ,获得积分10
8秒前
善良书蝶完成签到 ,获得积分10
8秒前
8秒前
852应助jyh采纳,获得10
9秒前
9秒前
星辰大海应助金木采纳,获得10
9秒前
9秒前
10秒前
无限若云发布了新的文献求助10
10秒前
chenhouhan发布了新的文献求助10
10秒前
李华完成签到 ,获得积分10
11秒前
11发布了新的文献求助10
11秒前
一手灵魂完成签到,获得积分10
11秒前
马里兰州蛙泳胡萝卜完成签到,获得积分10
11秒前
大个应助Mister_CHEN采纳,获得10
11秒前
zz完成签到,获得积分10
12秒前
12秒前
不爱喝咖啡完成签到,获得积分10
12秒前
13秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
13秒前
科研小狗发布了新的文献求助10
13秒前
13秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Encyclopedia of Reproduction Third Edition 3000
《药学类医疗服务价格项目立项指南(征求意见稿)》 1000
花の香りの秘密―遺伝子情報から機能性まで 800
1st Edition Sports Rehabilitation and Training Multidisciplinary Perspectives By Richard Moss, Adam Gledhill 600
Chemistry and Biochemistry: Research Progress Vol. 7 430
Biotechnology Engineering 400
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 生物 医学 工程类 计算机科学 有机化学 物理 生物化学 纳米技术 复合材料 内科学 化学工程 人工智能 催化作用 遗传学 数学 基因 量子力学 物理化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5629758
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4720546
关于积分的说明 14970558
捐赠科研通 4787741
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2556498
邀请新用户注册赠送积分活动 1517659
关于科研通互助平台的介绍 1478271