摘要本文使用分子动力学（MD）方法，对顺丁橡胶单链及凝聚态的结构与性能进行模拟研究。在COMPASS力场下，使用MD模拟不同温度下的单链末端距、回旋半径以及能量的变化规律。随着温度的升高，回旋半径值逐渐增大，表明顺丁橡胶链的尺寸增大，从而说明链的运动能力增强，并且总势能显著增大，由范德华能为主的非键能保持稳定。同时也研究了顺丁橡胶凝聚态在不同温度下的玻璃化转变温度和力学性能的变化规律。随着模拟温度的升高，顺丁橡胶体系的弹性系数和拉伸模量（E）、体积模量（K）和剪切模量（G）均呈现下降趋势，说明随着温度升高，顺丁橡胶体系刚性减弱，硬度减小，断裂强度降低。73666

毕业论文关键词  顺丁橡胶 分子动力学模拟 玻璃化转变温度 力学性能 回旋半径

毕业设计说明书外文摘要

Title     A molecular dynamics simulation study of single molecular chain and condensed state of butadiene rubber           

Abstract In this paper, molecular dynamics (MD) simulation was performed to study the structure and properties of single chain and condensed state of butadiene rubber。 We used COMPASS forcefield to study the mean square end-to-end distance, radius of gyration and potential energy of single chain at different temperatures。 With the increasing temperature, the radius of gyration and the total potential energy increased, and nonbond energy which is mainly composed of the van der Waals energy remained small fluctuation。 The increase of the radius of gyration showed that the size of single chain increased。 In addition, glass transition temperature and mechanical properties of condensed state were calculated at different temperatures。 With the increasing temperature, elastic coefficient, tensile modulus(E), bulk modulus(K) and shear modulus(G) were decreased, indicating that the rigid, hardness and breaking strength decreased。

Keywords    BR, MD, Tg, Mechanical properties, radius of gyration 

目   次

1  绪论 1

1。1  研究背景及意义 1

1。2  研究方法简介 1

1。2。1  分子动力学历史 1

1。2。2  分子动力学的优势 2

1。2。3  分子动力学基本原理 2

1。2。4  分子力场 3

1。2。5  Verlet算法 3

1。3  顺丁橡胶 4

1。4  分析方法 4

1。4。1  能量分析 4

1。4。2  末端距分析 5

1。4。3  回旋半径分析 5

1。4。4  玻璃化转变温度分析 5

1。4。5  力学性能分析 6

1。5  研究内容 7

2  顺丁橡胶模型的构建 8

2。1  引言 8

2。2  顺丁橡胶单链初始模型的构建 8

2。3  高低压法构建顺丁橡胶模型 9

2。3。1  力场选择 9

2。3。2  高压动力学模拟细节