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炭黑增強橡膠復合材料的大變形細觀力學模型

編號:CPJS04027

篇名:炭黑增強橡膠復合材料的大變形細觀力學模型

作者:李旭[1] ;夏勇[2]

關(guān)鍵詞:炭黑增強 填充橡膠 大變形行為 細觀力學模型 數(shù)值模擬

機構(gòu): [1]武漢理工大學理學院,武漢430070; [2]清華大學汽車安全與節(jié)能國家重點實驗室,北京100084

摘要: 為考察炭黑對橡膠復合材料超彈性力學行為的影響,首先,利用不同填充體積分數(shù)的炭黑增強橡膠復合材料的準靜態(tài)力學試驗數(shù)據(jù),對現(xiàn)有的基于均質(zhì)化方法的“變形放大”細觀力學模型的大變形表征能力進行了評估.其次,在此基礎上提出了新的“第一不變量放大”關(guān)系,并獲得了較為合理的預測結(jié)果.最后,利用隨機序列吸附算法建立了較接近材料真實細觀結(jié)構(gòu)的球形顆粒填充數(shù)值模型,進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的影響,還設置了顆粒均勻隨機分布和團聚隨機分布兩種形式.計算結(jié)果與試驗數(shù)據(jù)的對照表明:提出的三維細觀數(shù)值模型已經(jīng)能在一定程度上預測填充橡膠的大變形宏觀力學行為,且顆粒團聚隨機分布模型的預測能力更好一些.試驗結(jié)果驗證了該模型的合理性,所建模型為進一步的相關(guān)研究提供了參考.

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