나노입자의 크기 효과를 고려한 나노복합재의 순차적 다중스케일 해석

Multi-scale analysis of nanoparticulate composites considering particle size effect
양승화식별저자, 유수영식별저자, 조맹효
대한기계학회 2008년도 마이크로/나노공학부문 춘계학술대회 강연 및 논문집, 2008.5, 148-153 (6 pages)
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초록
Multi-scale analysis to characterize the size effect of nanoparticle on the mechanical properties of nanoparticle/polymer composites is developed and verified through molecular dynamics simulation and continuum micro mechanics model. This study focuses on the construction of the nanoscale information transfering scheme to validate continuum micro scale model for the analysis and design of nano-structured composites with efficiency and accuracy. In order to obtain the nano-scale effect of nanoparticle in detail, totally five different unit cells with different particle size and same volume fractions were prepared and simulated using molecular dynamics approach. The atomistic structures of nanocomposites were prepared with spherical silica nanoparticle and amorphous polyimide chains as periodic unit-cell and Parrinello-Rahman fluctuation method was used to calculate mechanical properties of each unit-cells. In micro mechanics model, particle-matrix interface was incorporated as the resultant phase of particle size effects and the size and elastic properties of interface were decided from radial distributions of matrix polymer and molecular dynamics results respectively. Postulating that the Young's modulus and shear modulus of the interface as functions of particle radius, monotonous decaying functions to represent Young's modulus and shear modulus were obtained from least square approximation. As a result, enhanced reinforcing effect was observed in smallier-sized nanoparticle cases and our developed micro mechanics solutions exactly reflect the size effect of nanoparticle.

목차
Abstract
1. 서론
2. 분자동역학 전산모사
3. 멀티스케일 해석모델
4. 결론
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