【摘 要】
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该文通过细观力学中的代表体积单元模型,结合有限元方法对颗粒改性复合材料,主要是颗粒改性聚合物的微观变形机理以及宏观等效性质进行了研究.对聚合物采用非线性等向强化模
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该文通过细观力学中的代表体积单元模型,结合有限元方法对颗粒改性复合材料,主要是颗粒改性聚合物的微观变形机理以及宏观等效性质进行了研究.对聚合物采用非线性等向强化模型,通过给定具有先软化后强化的应力应变曲线来模拟聚合物的变形行为.发现聚合物变形具有缺陷敏感的特点,承载时在缺陷周围发生了变形失稳,生成剪切带.对玻璃珠增强以及橡胶颗粒增韧聚合物的微观变形机理以及宏观等效性质的研究,得到了颗粒周围的剪切带分布,发现玻璃珠增强聚合物中玻璃珠周围的剪切带与橡胶增韧聚合橡胶颗粒周围的剪切带是完全不同的.聚合物中加入玻璃珠可以提高聚合物的弹性模量,但不能提高聚合物屈服极限.当橡胶颗粒体积含量百分比一定,剪切带首先从小颗粒周围萌生,而颗粒尺寸对宏观力学性能的影响是不明显的.颗粒孔洞化使复合材料的体积膨胀率增加.通过比较平面应变模型与3D模型发现平面应变模型计算出的局部剪切变形强于3D模型.对于颗粒随机分布的聚合物材料采用了内嵌胞元模型计算其宏观力学性能.最后讨论了界面相,以及界面脱粘对硬颗粒增强复合材料宏观力学性能的影响.发现界面相性质以及界面脱粘对复合材料宏观力学性能的影响是非常显著的.
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