分子动力学模拟在电缆绝缘护套材料损伤与修复机理研究的应用OA北大核心CSTPCD

电缆绝缘护套在敷设、使用过程中受到机械损应力或者热应力等因素的影响会产生微裂纹损伤,如不及时修复,容易导致其机械与绝缘性能快速下降,使材料性能失效,甚至引发线路故障。基于分子动力学理论揭示电缆绝缘护套材料损伤的机理,通过分子动力学模拟计算得到护套材料在损伤自由体积与内聚能变化规律,并分析损伤对材料绝缘性能的影响以及微裂纹产生的机理。针对常规的聚乙烯等电缆护套材料不具备自修复性能的问题,研发电缆护套自修复材料,在材料中引入解离结合可逆的自修复功能基团,当材料损伤时,通过功能基团重新结合达到修复的目的。应用分子动力学对新材料进行模拟计算的结果表明,通过自修复后材料的自由体积降低,内聚能密度提高23%,溶解度参数提高10.9%,证明了新材料自修复的有效性。