Skip to main content
main-content

Tipp

Weitere Artikel dieser Ausgabe durch Wischen aufrufen

01.11.2017 | Ausgabe 4/2018

International Journal of Mechanics and Materials in Design 4/2018

Hybrid molecular dynamics–finite element simulations of the elastic behavior of polycrystalline graphene

Zeitschrift:
International Journal of Mechanics and Materials in Design > Ausgabe 4/2018
Autoren:
A. R. Alian, S. A. Meguid
Wichtige Hinweise

Electronic supplementary material

The online version of this article (doi:10.​1007/​s10999-017-9389-y) contains supplementary material, which is available to authorized users.

Abstract

In this paper, we develop an efficient multiscale molecular dynamics (MD)–finite element (FE) modeling scheme capable of determining the elastic and fracture properties of polycrystalline graphene. The local elastic properties of a grain boundary (GB) connecting two adjacent graphene grains, with different lattice orientations, were first determined using MD simulations. In a two-dimensional medium, randomly distributed grains connected with GBs were then created using the Voronoi tessellation method. The constructed Voronoi diagrams were used to create FE models of the polycrystalline graphene, where the GBs were represented by interphase regions with their local properties determined using MD. The grains were modeled as pristine graphene and the accuracy of the polycrystalline FE model was validated with MD simulations of a geometrically identical polycrystalline graphene. The results reveal good agreement between MD and FE simulations. They further show that the elastic and fracture properties of polycrystalline graphene are greatly influenced by the grain size and the misorientation angle. They also indicate that the predicted elastic properties are in agreement with earlier reported experimental and MD results. We believe that this newly proposed multiscale scheme could be easily integrated into current design software to model graphene based nano- and micro-devices.

Bitte loggen Sie sich ein, um Zugang zu diesem Inhalt zu erhalten

Sie möchten Zugang zu diesem Inhalt erhalten? Dann informieren Sie sich jetzt über unsere Produkte:

Springer Professional "Wirtschaft+Technik"

Online-Abonnement

Mit Springer Professional "Wirtschaft+Technik" erhalten Sie Zugriff auf:

  • über 69.000 Bücher
  • über 500 Zeitschriften

aus folgenden Fachgebieten:

  • Automobil + Motoren
  • Bauwesen + Immobilien
  • Business IT + Informatik
  • Elektrotechnik + Elektronik
  • Energie + Umwelt
  • Finance + Banking
  • Management + Führung
  • Marketing + Vertrieb
  • Maschinenbau + Werkstoffe
  • Versicherung + Risiko

Testen Sie jetzt 30 Tage kostenlos.

Springer Professional "Technik"

Online-Abonnement

Mit Springer Professional "Technik" erhalten Sie Zugriff auf:

  • über 50.000 Bücher
  • über 380 Zeitschriften

aus folgenden Fachgebieten:

  • Automobil + Motoren
  • Bauwesen + Immobilien
  • Business IT + Informatik
  • Elektrotechnik + Elektronik
  • Energie + Umwelt
  • Maschinenbau + Werkstoffe




Testen Sie jetzt 30 Tage kostenlos.

Zusatzmaterial
Nur für berechtigte Nutzer zugänglich
Literatur
Über diesen Artikel

Weitere Artikel der Ausgabe 4/2018

International Journal of Mechanics and Materials in Design 4/2018 Zur Ausgabe

Premium Partner

    Marktübersichten

    Die im Laufe eines Jahres in der „adhäsion“ veröffentlichten Marktübersichten helfen Anwendern verschiedenster Branchen, sich einen gezielten Überblick über Lieferantenangebote zu verschaffen. 

    Bildnachweise