Although carbon nanotubes (CNT) have been employed as reinforcements in nanocomposites, presence of nano scale defects such as Stone-Wales and vacancy defects in carbon nanotubes (CNT) weakens the mechanical properties of these materials. In this paper the effects of defects in CNTs on nanocomposite elastic behavior are investigated using molecular dynamics. Stiffness matrices of CNT and nanocomposite indicated the transversely isotropic behaviour of nanocomposite molecular model. Longitudinal and transverse Young's moduli for both perfect and defected CNT/epoxy nanocomposites are determined. A comparison between the results illustrates that the number and type of CNT defects have significant effects on mechanical behaviour of nanocomposite. Based on molecular dynamics results, CNT defects significantly affect the Young's modulus particularly in the transverse direction. Comparison between molecular simulation predictions and rule of mixtures results indicates that some correlation factors must be incorporated when using the micromechanical theories at nano scales. تفاصيل المقالة

In this study, the molecular dynamics method is used to simulate the SMAT process in the AZ31 workpiece. Molecular dynamics calculations in LAMMPS software have been used to investigate the effect of size, number, and velocity parameters of carbon steel particles on the mechanical and physical properties of the surface including residual stress, hardness, and surface roughness in AZ31 matrix has been investigated at the atomic scale. The simulation results during the SMAT process show that the residual stress in the AZ31 matrix increases with increasing the diameter of carbon steel particles and the particle velocity in the SMAT process has a significant effect on improving the mechanical properties of the simulated magnesium matrix. The highest residual stress and the largest increase in Vickers hardness in the SMAT process were calculated for the largest colliding particle. The maximum surface temperature of AZ31 decreases after SMAT with the increasing size of carbon steel particles. The results show that the roughness parameter increases with increasing colliding particle size. تفاصيل المقالة

خواص مکانیکی و فیزیکی نانولوله‌های کربنی به اندازه و ساختار اتمی وابسته است. تعیین دقیق خواص نانولوله‌های کربنی از جمله ضریب انبساط گرمایی به دلیل محدودیت‌های روش‌های آزمایشگاهی به لحاظ عملی با مشکلاتی توأم است. در این مطالعه از روش دینامیک مولکولی برای بررسی ضریب انبساط حرارتی در تعدادی از نمونه‌های نانولوله کربنی که دارای قطر متفاوت و ساختار آرمچیر و زیگزاگ هستند، استفاده شده است. همچنین اثر عیوب ساختار اتمی شامل عیب استون- والس و جای خالی بر ضریب انبساط حرارتی و خواص الاستیک مکانیکی طولی نانولوله کربنی مورد بررسی قرار گرفته است. تابع پتانسیل مورد استفاده در شبیه‌سازی COMPASS بوده است. نتایج به‌دست‌آمده نشان می‌دهد که اندازه و نوع ساختار نانولوله کربنی بر مقدار ضریب انبساط حرارتی مؤثر است. ضریب انبساط حرارتی برای نانولوله کربنی (7 و 7) در دمای 800 کلوین برابر با K-1 6.34 محاسبه شده است که تطبیق خوبی با نتایج مطالعات آزمایشگاهی در سایر مطالعات نشان می‌دهد. نتایج حاصل نشان می‌دهد که وجود عیوب ساختار اتمی عیب جای خالی بازسازی نشده، در بیشتر موارد باعث افزایش ضریب انبساط حرارتی شده است که این افزایش در نانولوله کربنی (0 و 7) برابر با 65% بوده است. عیب جای خالی بیشتر از عیب استون- والس در تغییرات ضریب انبساط حرارتی مؤثر است. نتایج نشان می‌دهد خواص الاستیک نیز در نمونه مورد بررسی در اثر وجود عیب جای خالی در راستای طولی به اندازه 22% نسبت به نمونه بدون عیب تضعیف شده است. تفاصيل المقالة