📄Работа №215774
Тема: МОДЕЛИРОВАНИЕ СТЕКЛА МАРКИ «Е» МЕТОДАМИ МОЛЕКУЛЯРНОЙ ДИНАМИКИ
Тип работы
Дипломные работы, ВКР
Предмет
химия
Объем:
42 листов
Год:
2022
Просмотров:
8
4350
руб.
🛒 Купить работу
Не подходит эта работа?
Закажите новую по вашим требованиям
Узнать цену на написание
Закажите новую по вашим требованиям
Представленный материал является образцом учебного исследования, примером структуры и содержания учебного исследования по заявленной теме. Размещён исключительно в информационных и ознакомительных целях.
Workspay.ru оказывает информационные услуги по сбору, обработке и структурированию материалов в соответствии с требованиями заказчика.
Размещение материала не означает публикацию произведения впервые и не предполагает передачу исключительных авторских прав третьим лицам.
Материал не предназначен для дословной сдачи в образовательные организации и требует самостоятельной переработки с соблюдением законодательства Российской Федерации об авторском праве и принципов академической добросовестности.
Авторские права на исходные материалы принадлежат их законным правообладателям. В случае возникновения вопросов, связанных с размещённым материалом, просим направить обращение через форму обратной связи.
Настоящий учебно-методический информационный материал размещён в ознакомительных и исследовательских целях и представляет собой пример учебного исследования. Не является готовым научным трудом и требует самостоятельной переработки.
📋 Содержание
ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР 6
1.1 . Состав и свойства стекловолокна 6
1.1.1 Производство стекловолокна 6
1.1.2 Свойства стеклянных волокон 7
1.1.3 Общая характеристика стеклообразного состояния 11
1.1.4 Структура стекла 12
1.2 Метод молекулярной динамики 14
1.3 Моделирование стекол методом молекулярной динамики 15
1.3.1 Процесс подготовки системы 15
1.3.2 Молекулярно-динамические исследования стекла 16
1.4 Силовые поля для МД стекол 18
1.4.1 Общая характеристика силовых полей 18
1.4.2 Силовое поле CLAYFF 21
1.4.3 Interface Force Field 23
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ 26
3.1 Подготовка потенциалов нековалентных взаимодействий 26
3.2 ПО, применяемое для моделирования и анализа 27
3.3 Условия моделирования 27
3.4 Получение тонкой пластины стекла 28
3.5 Получение более сбалансированной модели стекла 30
ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ 32
4.1 Модель стекла со случайной расстановкой ионов 32
4.2 Модель стекла с расстановкой по шаблону минерала 33
ВЫВОДЫ
1.1 . Состав и свойства стекловолокна 6
1.1.1 Производство стекловолокна 6
1.1.2 Свойства стеклянных волокон 7
1.1.3 Общая характеристика стеклообразного состояния 11
1.1.4 Структура стекла 12
1.2 Метод молекулярной динамики 14
1.3 Моделирование стекол методом молекулярной динамики 15
1.3.1 Процесс подготовки системы 15
1.3.2 Молекулярно-динамические исследования стекла 16
1.4 Силовые поля для МД стекол 18
1.4.1 Общая характеристика силовых полей 18
1.4.2 Силовое поле CLAYFF 21
1.4.3 Interface Force Field 23
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ 26
3.1 Подготовка потенциалов нековалентных взаимодействий 26
3.2 ПО, применяемое для моделирования и анализа 27
3.3 Условия моделирования 27
3.4 Получение тонкой пластины стекла 28
3.5 Получение более сбалансированной модели стекла 30
ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ 32
4.1 Модель стекла со случайной расстановкой ионов 32
4.2 Модель стекла с расстановкой по шаблону минерала 33
ВЫВОДЫ
📖 Введение
Материалы на основе композитов приобретают в XXI в. все большее значение по причине их уникальных свойств таких, как жесткость, легкость и высокая прочность по сравнению с металлами или же пластиками однородного состава, при одинаковой массе. В связи с чем их сфера применения включает в себя в первую очередь такие области, в которых важна высокая прочность и легкость конструкций при удовлетворительной теплостойкости, например построение корпусов летательных аппаратов [1], судов и наземного транспорта. Композитные материалы также используются в быту, для изготовления емкостей, корпусов и других деталей. Наибольшее распространение получают материалы на основе матрицы из эпоксидных и иных смол с включением в них армирующих компонентов [2] таких как углеродное волокно или же стекловолокно по причине простоты изготовления и сравнительно низкой себестоимости.
Изучение структуры подобных материалов на микроуровне затруднено по причине аморфности и неоднородности оных. Решением подобной проблемы является создание молекулярно-динамической модели образца композита.
Актуальность работы заключается в том, что именно расчетными методами может быть изучен принцип взаимодействия полимера и наполнителя на атомном уровне, и разработанная модель будет способна предсказывать свойства иных, не полученных физически композитных материалов.
Наиболее используемым для создания композитных материалов являются в качестве матрицы стеклянные волокна стекла марки «Е», в качестве же наполнителя наиболее распространена эпоксидная смола марки ЭД-20. Таким образом именно эти объекты были выделены в качестве объекта.
Целью данной работы является построения релевантной в механическом отношении модели стекла марки «Е», пригодной для исследования композитных материалов, а также получение ее свойств.
Таким образом был поставлен ряд следующих задач:
• создание потенциального поля для силикатных материалов, применимого для моделирования композитов;
• создание алгоритмов первоначального размещения атомов в кристаллической решетке, для минимизации начальной энергии стекла;
• построение молекулярно-механической модели стекла, применимой для моделирования композитов, и получение ее свойств;
• Анализ и обработка полученных свойств, и получение релевантной модели.
Для достижения данных целей были использованы методы:
1. Итерационный молекулярно-динамический метод уточнения изначального приближения силового поля для отдельных атомов.
2. Различные виды молекулярно-динамического исследования полученной модели
3. Метод анализа принципиальных компонентов.
Изучение структуры подобных материалов на микроуровне затруднено по причине аморфности и неоднородности оных. Решением подобной проблемы является создание молекулярно-динамической модели образца композита.
Актуальность работы заключается в том, что именно расчетными методами может быть изучен принцип взаимодействия полимера и наполнителя на атомном уровне, и разработанная модель будет способна предсказывать свойства иных, не полученных физически композитных материалов.
Наиболее используемым для создания композитных материалов являются в качестве матрицы стеклянные волокна стекла марки «Е», в качестве же наполнителя наиболее распространена эпоксидная смола марки ЭД-20. Таким образом именно эти объекты были выделены в качестве объекта.
Целью данной работы является построения релевантной в механическом отношении модели стекла марки «Е», пригодной для исследования композитных материалов, а также получение ее свойств.
Таким образом был поставлен ряд следующих задач:
• создание потенциального поля для силикатных материалов, применимого для моделирования композитов;
• создание алгоритмов первоначального размещения атомов в кристаллической решетке, для минимизации начальной энергии стекла;
• построение молекулярно-механической модели стекла, применимой для моделирования композитов, и получение ее свойств;
• Анализ и обработка полученных свойств, и получение релевантной модели.
Для достижения данных целей были использованы методы:
1. Итерационный молекулярно-динамический метод уточнения изначального приближения силового поля для отдельных атомов.
2. Различные виды молекулярно-динамического исследования полученной модели
3. Метод анализа принципиальных компонентов.
✅ Заключение
В ходе данной работы была построена модель стекла марки «Е». Ее отличительными особенностями являются:
Использование потенциалов Леннард-Джонса 6-12, что делает модель совместимой с известными силовыми полями для органических соединений и пригодной к построению композитов.
Для наилучшей модели отклонения от модуля Юнга относительно эксперимента составляет 1,7 % отклонения от плотности относительно эксперимента составляет 0,2 %, что свидетельствует о высокой воспроизводимости механических свойств реального объекта в нормальных условиях.
Так же был найден универсальный алгоритм построения стекловидных материалов с заполнением «по шаблону», который может быть использован для дальнейших исследований.
Использование потенциалов Леннард-Джонса 6-12, что делает модель совместимой с известными силовыми полями для органических соединений и пригодной к построению композитов.
Для наилучшей модели отклонения от модуля Юнга относительно эксперимента составляет 1,7 % отклонения от плотности относительно эксперимента составляет 0,2 %, что свидетельствует о высокой воспроизводимости механических свойств реального объекта в нормальных условиях.
Так же был найден универсальный алгоритм построения стекловидных материалов с заполнением «по шаблону», который может быть использован для дальнейших исследований.
ИЛИ
Поиск аналога
📕 Список литературы
🛒 Оформить заказ
⚡ Работу высылаем в течении 5 минут после оплаты.