炭黑增強(qiáng)橡膠復(fù)合材料的大變形細(xì)觀力學(xué)模型

編號(hào)：CPJS03553

篇名：炭黑增強(qiáng)橡膠復(fù)合材料的大變形細(xì)觀力學(xué)模型

作者：李旭； 夏勇；

關(guān)鍵詞：炭黑增強(qiáng)； 填充橡膠； 大變形行為； 細(xì)觀力學(xué)模型； 數(shù)值模擬；

機(jī)構(gòu)： 武漢理工大學(xué)理學(xué)院； 清華大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院；

摘要： 利用三種不同體積分?jǐn)?shù)的炭黑增強(qiáng)橡膠復(fù)合材料準(zhǔn)靜態(tài)力學(xué)試驗(yàn)結(jié)果,對(duì)現(xiàn)有的幾種基于均質(zhì)化方法的"變形放大"細(xì)觀力學(xué)模型的大變形表征能力進(jìn)行了評(píng)估;在此基礎(chǔ)上提出了新的"第一不變量放大"關(guān)系,并獲得了較為合理的預(yù)報(bào)結(jié)果。其次,利用隨機(jī)序列吸附算法建立了較接近材料真實(shí)細(xì)觀結(jié)構(gòu)的球形顆粒填充數(shù)值模型,進(jìn)行了大變形情況下的三維數(shù)值模擬;為考察顆粒聚集效應(yīng)的影響,還設(shè)置了顆粒均勻隨機(jī)分布和顆粒團(tuán)聚隨機(jī)分布兩種形式。計(jì)算結(jié)果與試驗(yàn)數(shù)據(jù)的對(duì)照表明,本文中提出的三維細(xì)觀數(shù)值模型已經(jīng)能在一定程度上預(yù)報(bào)填充橡膠的大變形宏觀力學(xué)行為,且顆粒團(tuán)聚隨機(jī)分布模型的預(yù)報(bào)能力更好一些。這些結(jié)果既驗(yàn)證了該模型的合理性,也為進(jìn)一步的相關(guān)研究提供了基礎(chǔ)。