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)：CPJS04027

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[1] ;夏勇[2]

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)： [1]武漢理工大學(xué)理學(xué)院,武漢430070; [2]清華大學(xué)汽車(chē)安全與節(jié)能?chē)?guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,北京100084

摘要： 為考察炭黑對(duì)橡膠復(fù)合材料超彈性力學(xué)行為的影響,首先,利用不同填充體積分?jǐn)?shù)的炭黑增強(qiáng)橡膠復(fù)合材料的準(zhǔn)靜態(tài)力學(xué)試驗(yàn)數(shù)據(jù),對(duì)現(xiàn)有的基于均質(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.其次,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)測(cè)結(jié)果.最后,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：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)測(cè)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)測(cè)能力更好一些.試驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證了該模型的合理性,所建模型為進(jìn)一步的相關(guān)研究提供了參考.