Multiscale Modeling-Based Assessment of Elastic Properties of SLGS-Polymer Nanocomposites with Double-Atom Vacancy Defects

Multiscale Modeling-Based Assessment of Elastic Properties of SLGS-Polymer Nanocomposites with Double-Atom Vacancy Defects

In this study, which is a continuation of our earlier work, the effect of double-atom vacancy defects (DAVD) on the elastic properties of single-layered graphene sheets (SLGS)-polymer nanocomposites is assessed by the multiscale modeling. According to the latter approach, the polymer matrix is model...

Повний опис

Збережено в:
Бібліографічні деталі
Дата:2018
Автори: Wang, Z.Q., Yu, Z.W., Sun, X.Y., Li, H., Wang, Y.J.
Формат: Стаття
Мова:English
Опубліковано: Інститут проблем міцності ім. Г.С. Писаренко НАН України 2018
Назва видання:Проблемы прочности
Теми:
Научно-технический раздел
Онлайн доступ:http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/173876
Теги: Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
Назва журналу:Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
Цитувати:Multiscale Modeling-Based Assessment of Elastic Properties of SLGS-Polymer Nanocomposites with Double-Atom Vacancy Defects / Z.Q. Wang, Z.W. Yu, X.Y. Sun, H. Li, Y.J. Wang // Проблемы прочности. — 2018. — № 2. — С. 38-44. — Бібліогр.: 12 назв. — англ.

Репозитарії

Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
id irk-123456789-173876
record_format dspace
spelling irk-123456789-1738762020-12-24T01:26:54Z Multiscale Modeling-Based Assessment of Elastic Properties of SLGS-Polymer Nanocomposites with Double-Atom Vacancy Defects Wang, Z.Q. Yu, Z.W. Sun, X.Y. Li, H. Wang, Y.J. Научно-технический раздел In this study, which is a continuation of our earlier work, the effect of double-atom vacancy defects (DAVD) on the elastic properties of single-layered graphene sheets (SLGS)-polymer nanocomposites is assessed by the multiscale modeling. According to the latter approach, the polymer matrix is modeled by finite element approach, while the SLGS and interphase layer are simulated at the atomistic scale by the molecular structural mechanics approach. In view of the Lennard–Jones potential concept, it is assumed that the SLGS and polymer matrix are related by van der Waals reciprocity. The fact that the elastic modulus of a polymer with 5% volume fraction of SLGS is increased by 17 times is demonstrated by numerous simulation results. It is also shown that the elastic modulus of SLGS-polymer nanocomposites with DAVDs is deteriorated with an increase in the number of DAVDs and improved with the increased volume fraction of SLGS. В рамках ранее предложенного авторами подхода на основе мультимасштабного моделирования исследуется влияние двойных атомарных вакансионных дефектов на упругие свойства полимерных нанокомпозитов из однослойных листов графена. Моделирование полимерной матрицы осуществляется методом конечных элементов, а интерфазный слой и однослойный лист графена моделируются на атомарном уровне в рамках молекулярной структурной механики. На основании концепции потенциала Леннарда Джонса предполагается наличие зависимости ван дер Ваальса между свойствами однослойных листов графена и полимерной матрицы. Результаты численных расчетов показывают, что модуль упругости полимера можно увеличить в 17 раз за счет добавления 5%-ной объемной доли однослойного листа графена. Установлено, что при увеличении количества двойных атомарных вакансионных дефектов модуль упругости полимерных композитов из однослойными листами графена снижается, в то время как с ростом объемной доли однослойных листов графена наблюдается его повышение. У рамках раніше запропонованого авторами підходу на основі мультимасштабного моделювання досліджується вплив подвійних атомарних вакансійних дефектів на пружні властивості полімерних нанокомпозитів з одношарових листів графена. Моделювання полімерної матриці виконано методом скінченних елементів, а інтерфазний шар і одношаровий лист графена моделюються на атомарному рівні в рамках молекулярної структурної механіки. На основі концепції потенціалу Леннарда Джонса припускається наявність залежності ван дер Ваальса між властивостями одношарових листів графена і полімерної матриці. Результати чисельних розрахунків показують, що модуль пружності полімеру можна збільшити в 17 разів за рахунок додання 5%-ної об ємної частки одношарового листа графена. Установлено, що з ростом кількості подвійних атомарних вакансійних дефектів модуль пружності полімерних композитів з одношаровими листами графена зменшується, в той час як зі зростанням об ємної частки одношарових листів графена відмічається його підвищення. 2018 Article Multiscale Modeling-Based Assessment of Elastic Properties of SLGS-Polymer Nanocomposites with Double-Atom Vacancy Defects / Z.Q. Wang, Z.W. Yu, X.Y. Sun, H. Li, Y.J. Wang // Проблемы прочности. — 2018. — № 2. — С. 38-44. — Бібліогр.: 12 назв. — англ. 0556-171X http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/173876 621.515/62-752 en Проблемы прочности Інститут проблем міцності ім. Г.С. Писаренко НАН України
institution Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
collection DSpace DC
language English
topic Научно-технический раздел
Научно-технический раздел
spellingShingle Научно-технический раздел
Научно-технический раздел
Wang, Z.Q.
Yu, Z.W.
Sun, X.Y.
Li, H.
Wang, Y.J.
Multiscale Modeling-Based Assessment of Elastic Properties of SLGS-Polymer Nanocomposites with Double-Atom Vacancy Defects
Проблемы прочности
description In this study, which is a continuation of our earlier work, the effect of double-atom vacancy defects (DAVD) on the elastic properties of single-layered graphene sheets (SLGS)-polymer nanocomposites is assessed by the multiscale modeling. According to the latter approach, the polymer matrix is modeled by finite element approach, while the SLGS and interphase layer are simulated at the atomistic scale by the molecular structural mechanics approach. In view of the Lennard–Jones potential concept, it is assumed that the SLGS and polymer matrix are related by van der Waals reciprocity. The fact that the elastic modulus of a polymer with 5% volume fraction of SLGS is increased by 17 times is demonstrated by numerous simulation results. It is also shown that the elastic modulus of SLGS-polymer nanocomposites with DAVDs is deteriorated with an increase in the number of DAVDs and improved with the increased volume fraction of SLGS.
format Article
author Wang, Z.Q.
Yu, Z.W.
Sun, X.Y.
Li, H.
Wang, Y.J.
author_facet Wang, Z.Q.
Yu, Z.W.
Sun, X.Y.
Li, H.
Wang, Y.J.
author_sort Wang, Z.Q.
title Multiscale Modeling-Based Assessment of Elastic Properties of SLGS-Polymer Nanocomposites with Double-Atom Vacancy Defects
title_short Multiscale Modeling-Based Assessment of Elastic Properties of SLGS-Polymer Nanocomposites with Double-Atom Vacancy Defects
title_full Multiscale Modeling-Based Assessment of Elastic Properties of SLGS-Polymer Nanocomposites with Double-Atom Vacancy Defects
title_fullStr Multiscale Modeling-Based Assessment of Elastic Properties of SLGS-Polymer Nanocomposites with Double-Atom Vacancy Defects
title_full_unstemmed Multiscale Modeling-Based Assessment of Elastic Properties of SLGS-Polymer Nanocomposites with Double-Atom Vacancy Defects
title_sort multiscale modeling-based assessment of elastic properties of slgs-polymer nanocomposites with double-atom vacancy defects
publisher Інститут проблем міцності ім. Г.С. Писаренко НАН України
publishDate 2018
topic_facet Научно-технический раздел
url http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/173876
citation_txt Multiscale Modeling-Based Assessment of Elastic Properties of SLGS-Polymer Nanocomposites with Double-Atom Vacancy Defects / Z.Q. Wang, Z.W. Yu, X.Y. Sun, H. Li, Y.J. Wang // Проблемы прочности. — 2018. — № 2. — С. 38-44. — Бібліогр.: 12 назв. — англ.
series Проблемы прочности
work_keys_str_mv AT wangzq multiscalemodelingbasedassessmentofelasticpropertiesofslgspolymernanocompositeswithdoubleatomvacancydefects
AT yuzw multiscalemodelingbasedassessmentofelasticpropertiesofslgspolymernanocompositeswithdoubleatomvacancydefects
AT sunxy multiscalemodelingbasedassessmentofelasticpropertiesofslgspolymernanocompositeswithdoubleatomvacancydefects
AT lih multiscalemodelingbasedassessmentofelasticpropertiesofslgspolymernanocompositeswithdoubleatomvacancydefects
AT wangyj multiscalemodelingbasedassessmentofelasticpropertiesofslgspolymernanocompositeswithdoubleatomvacancydefects
first_indexed 2023-10-18T22:35:06Z
last_indexed 2023-10-18T22:35:06Z
_version_ 1796155901574381568

Схожі ресурси