Mechanics of Particle- and Fiber-Reinforced Polymer Nanocomposites: From Nanoscale to Continuum Simulations

مدل سازی مشکلات خود را برای پیش بینی خواص کامپوزیت های مبتنی بر پلیمر بیاموزید

مکانیک نانوکامپوزیت های پلیمری تقویت شده با ذرات و الیاف: شبیه سازی های نانومقیاس تا پیوسته مروری کامل و به‌روز از رویکردهای نانو، میکرو و پیوسته برای مدل‌سازی چند مقیاسی کامپوزیت‌های مبتنی بر پلیمر را در اختیار خوانندگان قرار می‌دهد. این متن که توسعه نانوکامپوزیت، مدل‌های نظری و روش‌های شبیه‌سازی رایج را پوشش می‌دهد، شامل انواع مطالعات موردی و آموزش‌های برنامه‌نویسی می‌شود که خوانندگان را قادر می‌سازد تا شبیه‌سازی‌های ارائه‌شده را اعمال کنند و بیشتر توسعه دهند.

کتاب مبانی دینامیک مولکولی و روش‌های مکانیک پیوسته را توصیف می‌کند، خوانندگان را از طریق مراحل اساسی مورد نیاز برای مدل‌سازی چند مقیاسی هر ماده راهنمایی می‌کند، و نتایج را بین کار تجربی و نظری انجام‌شده مرتبط می‌کند. روش‌هایی که در این کتاب عمدتاً بر روی نانوکامپوزیت‌ها متمرکز شده‌اند، برای مواد مختلف دیگر مانند نانولوله‌های کربنی، پلیمرها، فلزات و سرامیک‌ها قابل اجرا هستند. در سرتاسر کتاب، خوانندگان با موضوعات کلیدی مرتبط با مواد و ساختارهای نانوکامپوزیت آشنا می‌شوند – که توسط مقالات مجلات پشتیبانی می‌شود که پیشرفت‌های اخیر در تکنیک‌های مدل‌سازی و پیش‌بینی خواص مکانیکی و حرارتی را مورد بحث قرار می‌دهند. این منبع به موقع و بسیار کاربردی:

• روش شبیه سازی دینامیک مولکولی (MD) را برای کامپوزیت های پلیمری تقویت شده با نانوالیاف و نانوذرات توضیح می دهد
• نتایج نتایج تجربی و نظری را از مدل های مکانیکی در مقیاس های طولی مختلف مقایسه می کند
• Covers انواع مختلف الیاف و مواد زمینه ای که مواد کامپوزیتی را تشکیل می دهند، از جمله شیشه، بور، کربن و کولار
• بررسی مدل هایی که سفتی کوتاه را پیش بینی می کنند. - کامپوزیت های فیبر، از جمله مدل خودسازگار برای الیاف با طول محدود، مدل های مرزی، و معادله هالپین-تسای
• مدل سازی های مولکولی مختلف را توصیف می کند. روش‌هایی مانند مونت کارلو، دینامیک براونی، دینامیک ذرات اتلافی و روش‌های بولتزمن شبکه
• پتانسیل نانوکامپوزیت‌ها را برای کاربردهای دفاعی و فضایی برجسته می‌کند.

مناسب برای دانشمندان مواد، مهندسان مواد، دانشمندان پلیمر، و مهندسین مکانیک، مکانیک ذرات و فیبر -نانوکامپوزیت های پلیمری تقویت شده همچنین یک مرجع ضروری برای دانشمندان شبیه سازی کامپیوتری است که به دنبال بهبود درک خود از نانوکامپوزیت های پلیمری تقویت شده هستند.

Learn to model your own problems for predicting the properties of polymer-based composites

Mechanics of Particle- and Fiber-Reinforced Polymer Nanocomposites: Nanoscale to Continuum Simulations provides readers with a thorough and up-to-date overview of nano, micro, and continuum approaches for the multiscale modeling of polymer-based composites. Covering nanocomposite development, theoretical models, and common simulation methods, the text includes a variety of case studies and scripting tutorials that enable readers to apply and further develop the supplied simulations.

The book describes the foundations of molecular dynamics and continuum mechanics methods, guides readers through the basic steps required for multiscale modeling of any material, and correlates the results between the experimental and theoretical work performed. Focused primarily on nanocomposites, the methods covered in the book are applicable to various other materials such as carbon nanotubes, polymers, metals, and ceramics. Throughout the book, readers are introduced to key topics of relevance to nanocomposite materials and structures—supported by journal articles that discuss recent developments in modeling techniques and in the prediction of mechanical and thermal properties. This timely, highly practical resource:

• Explains the molecular dynamics (MD) simulation procedure for nanofiber and nanoparticle reinforced polymer composites
• Compares results of experimental and theoretical results from mechanical models at different length scales
• Covers different types of fibers and matrix materials that constitute composite materials, including glass, boron, carbon, and Kevlar
• Reviews models that predict the stiffness of short-fiber composites, including the self-consistent model for finite-length fibers, bounding models, and the Halpin-Tsai equation
• Describes various molecular modeling methods such as Monte Carlo, Brownian dynamics, dissipative particle dynamics, and lattice Boltzmann methods
• Highlights the potential of nanocomposites for defense and space applications

Perfect for materials scientists, materials engineers, polymer scientists, and mechanical engineers, Mechanics of Particle- and Fiber-Reinforced Polymer Nanocomposites is also a must-have reference for computer simulation scientists seeking to improve their understanding of reinforced polymer nanocomposites.