石墨烯改性沥青界面力学性能的分子动力学模拟

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单位广西大学土木建筑工程学院;广西大学工程防灾与结构安全教育部重点实验室;
来源功能材料
出版年2021
期号12
摘要
采用分子动力学模拟拉拔实验,研究了石墨烯改性沥青的界面力学性能。选用沥青4组分模型,通过分子动力学模拟得到沥青的密度与玻璃化转换温度,并实验值进行对比,验证了沥青模型的正确性。在此基础上,建立石墨烯改性沥青复合材料模型。采用速度方法模拟拉拔实验,得到界面应力与分离位移关系。这一关系与宏观状态下得到的内聚区模型所描述的趋势一致,并且其中的指数内聚区模型与模拟结果吻合更好。最后讨论了加载速率对应力响应的影响,发现不同加载速率对界面粘结强度影响较大。高加载速率下石墨烯改性沥青破坏为界面粘结破坏,而低加载速率下则为沥青内聚破坏。基于分子动力学模拟探究石墨烯改性沥青的微观破坏机制,其模拟结果与宏观破坏规律相一致,这为进一步搭建跨尺度模型奠定了基础。

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