[发明专利]基于分子动力学的复合绝缘子芯棒环氧树脂性能分析方法

权利要求书

1.一种基于分子动力学的复合绝缘子芯棒环氧树脂性能分析方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤1、搭建不同交联度环氧树脂分子动力学模型；

步骤2、对步骤1所搭建的不同交联度环氧树脂分子动力学模型的准确性进行验证；

步骤3、对步骤2验证后的不同交联度环氧树脂模分子动力学型性能进行分析。

2.根据权利要求1所述的一种基于分子动力学的复合绝缘子芯棒环氧树脂性能分析方法，其特征在于：所述步骤1的具体步骤包括：

(1)利用Material Studio软件自身的晶体库分别构建双酚A型环氧树脂单体模型及顺丁烯二酸干单体模型，并使用无定形模块进行无定形模型搭建，模型包含100个环氧树脂单体和60个顺丁烯二酸干；

(2)采用几何优化模块进行几何优化以降低初始模型内部应力，初始无定形模型密度设置为0.5g/cm3，温度设置为273K；

(3)采用Perl语言构建自动交联脚本，并且在软件内进行模型的自动交联，进而搭建完成不同交联度环氧树脂分子动力学模型。

3.根据权利要求2所述的一种基于分子动力学的复合绝缘子芯棒环氧树脂性能分析方法，其特征在于：所述步骤1第(3)步的具体方法为：

设定交联温度为340K，交联距离为0.35到0.75nm，目标交联度分别设置为50％、60％、70％、80％，整个模拟过程采用Universal力场，静电力计算方式采用Ewald方法，电荷分配方式采用Atom-based方法，进而搭建完成不同交联度环氧树脂分子动力学模型。

4.根据权利要求1所述的一种基于分子动力学的复合绝缘子芯棒环氧树脂性能分析方法，其特征在于：所述步骤2的具体方法为：

对交联后的双酚A型环氧树脂模型采用NPT系综进行100ps的分子动力学弛豫处理，反应压强设定为大气压强，步长设置为1fs；通过无定形模块中的密度分析模块对模型弛豫过程进行数据采集，并与实际材料进行对比验证。

5.根据权利要求1所述的一种基于分子动力学的复合绝缘子芯棒环氧树脂性能分析方法，其特征在于：所述步骤3的具体步骤包括：

(1)采用无定形模块对模型进行580K到300K的退火，退火过程在NPT系综下进行，整个分子动力学过程采用Universal力场，分别采用Andersen和Berendsen方法控制体系温度及压强，采用Atom-Base及Ewald方法计算模型退火过程中的范德华力和静电力作用；分别读取退火过程中模型温度、密度、能量数据，并对数据进行拟合，最终得到退火过程中各模型温度与密度关系；

(2)通过对退火过程中模型体积、温度等数据进行提取，通公式计算不同交联度环氧树脂模型的热膨胀系数；

(3)基于Material Studio软件使模型沿x，y，z轴分别产生拉伸及压缩形变，并统计相应数据；在xy、xz、yz平面产生剪切形变，并统计相应数据，从而获得不同交联度下环氧树脂的力学参数；

(4)采用Material Studio软件中无定形模型进行模型均方位移的计算，通过数据对比研究不同交联度下环氧树脂分子链运动能力异同；

(5)采用Material Studio软件中建造模块分析模型的自由体积，输出自由体积示意图，并且根据交联后模型大小计算模型体积，从而计算不同交联度环氧树脂模型自由体己占比。