基于有限元分析的石墨烯弹性性能和振动特性

作者：唐文来; 彭倚天; 倪中华

来源：东南大学学报(自然科学版), 2013, (02): 345-349.

• 石墨烯
• 弹性性能
• 振动特性
• 有限元 graphene
• elastic properties
• vibration characteristics
• finite element

为了研究石墨烯的弹性性能和振动特性,采用集中质量单元代替碳原子、矩形梁单元来模拟碳-碳共价键,建立了石墨烯框架结构连续介质模型,并利用有限元方法对模型进行分析.结果表明:弹性性能与手性相关,扶手椅型石墨烯的弹性性能优于锯齿型;随着尺寸的增大,石墨烯逐渐表现出各向同性,其杨氏模量、剪切模量和泊松比分别趋于1.03 TPa,440 GPa和0.175.振动特性不依赖于手性,2种手性石墨烯的固有频率和振型基本一致;固有频率随尺寸的增大而减小,而对应的振型则保持不变;边界条件对固有频率和振型有很大影响,边界的约束越多得到的固有频率越大,且不同边界条件的石墨烯具有完全不同的振型.

• 单位
  东南大学