炭黑填充橡膠復合材料的宏細觀力學行為研究

編號：XJHY00064

篇名：炭黑填充橡膠復合材料的宏細觀力學行為研究

作者：李慶； 楊曉翔

關鍵詞：炭黑； 橡膠； 細觀力學； 代表體積單元； 隨機序列吸附

機構： 福州大學機械工程及自動化學院

摘要： 為了研究炭黑的填充對橡膠材料力學行為的影響,對9種不同體積分數(shù)的炭黑填充橡膠材料進行準靜態(tài)單向拉伸試驗,并依據試驗數(shù)據采用最小二乘法對Mooney橡膠的本構常數(shù)進行擬合,然后采用隨機序列吸附算法建立更加接近炭黑填充橡膠復合材料真實細觀結構的多球顆粒隨機分布的三維細觀數(shù)值模型,對炭黑填充橡膠材料的力學行為進行模擬仿真。研究結果表明:炭黑的填充明顯提升了橡膠材料的剛度大小,而且炭黑填充量越大,橡膠的初始模量越大,同一變形量下橡膠的應變能密度越大,應力松弛現(xiàn)象也越明顯;炭黑填充量為7%和15%時,細觀模型對應力應變行為的預測結果與宏觀試驗曲線基本重合,炭黑填充量為25%時,細觀模型預測結果稍微低于試驗結果,說明提出的三維數(shù)值模型對炭黑填充橡膠材料力學行為的預測結果與試驗結果吻合較好,驗證了該模型的合理性和適用性,為進一步的深入研究奠定了基礎。 更多還原