剪应力作用下Ⅱ型平行节理扩展模式的分叉研究

利用伪力法考虑了剪应力作用下Ⅱ型平行节理之间的相互作用,提出利用节理的长度和间距之比,λ=a/H,来确定平行裂纹发生分叉的条件。从理论上研究了2条,3条和任意多条平行节理在剪应力作用下的分叉。对于2条平行节理,当节理的长度和间距之比λcrp大于0.816 497 5时,节理的扩展模式要发生分叉;对于3条平行节理,当节理的长度和间距之比λcpr大于0.717 572 8时,节理的扩展模式要发生分叉;对于无穷多条平行节理,当节理的长度和间距之比λcrp大于0.636 638 5时,节理的扩展模式要发生分叉。计算了2条到150条平行节理的分叉问题,结果表明节理数越大,节理发生分叉时节理的长度和间距之比越小。

碳纳米管可控介电泳参数模拟研究

碳纳米管的结构以及微电极的物性参数是微纳器件制备过程中影响介电泳效率与精度的重要因素。微电极形状和电极间距与碳纳米管长度之比(λ)是两个与器件制造成本紧密相关的可控介电泳参数。本文根据有限元方法,研究了这两个参数对于介电泳力的影响规律。通过对3种电极下的碳纳米管介电泳速度进行归一化处理,结果表明碳纳米管在分散液中的介电泳速度受电极形状影响较小。而相比于电极形状,λ对介电泳力的影响更加显著。虽然电极间距越小越有利于碳纳米管的组装,但是考虑微电极加工难度与成本,认为λ在0.5~1.0为碳纳米管组装的优化区间。根据介电泳组装实验需要,给出了溶液阈值浓度修正表达式。本研究对于提高介电泳组装效率和实验精度具有一定的理论指导意义。

压应力状态下共线节理扩展模式的分叉研究

节理间的相互作用导致了节理扩展模式的分叉。利用伪力法考虑了压应力状态下共线节理之间的相互作用,提出利用节理的扩展长度和间距之比来确定共线节理发生分叉的条件。当节理的扩展长度和间距之比大于临界值时,共线节理扩展模式发生分叉;当节理的扩展长度和间距之比小于临界值时,共线节理扩展模式不发生分叉。该文从理论上研究了两条和无限多条共线节理在压应力状态下的分叉问题,并且获得了封闭形式的理论解。