本文利用不同應變能函數(shù)、不同試驗條件得到的橡膠材料常數(shù)和本構模型對顆粒增強橡膠、短纖維增強橡膠復合材料和橡膠混凝土材料的力學性能展開試驗調查和數(shù)值模擬研究,分析橡膠本構模型與材料參數(shù)的不確定性對橡膠復合材料有效力學性能的影響程度;討論橡膠材料分別作為基體和增強相在復合材料補強增韌方面的作用,為橡膠復合材料的廣泛應用提供理論依據。首先從連續(xù)介質力學出發(fā),總結橡膠材料應變能函數(shù)的選取原則和橡膠材料超彈性本構方程的建立方法,分析用不同應變能函數(shù)建立橡膠本構模型的利弊,探究本構模型與材料參數(shù)的不確定性對橡膠材料有效力學性能的影響程度,為正確選擇橡膠類復合材料的應變能函數(shù)提供依據。第二,建立陶瓷顆粒增強橡膠復合材料的有限元模型,利用廣義虎克定律、應變能法、Mori-Tanaka法、Halpin-Tsai法、修正的Halpin-Tsai法和均質化法六種方法研究陶瓷顆粒增強橡膠復合材料中陶瓷顆粒的半徑、百分比、彈性模量等參數(shù)變化對復合材料有效力學性能的影響,結果表明修正的Halpin-Tsai法綜合考慮經典理論與有限元法的優(yōu)勢,均質化法通過統(tǒng)計平均克服有限元計算中的累積誤差,兩種方法的結果具有更高的... 

【文章來源】：佛山科學技術學院廣東省

【文章頁數(shù)】：129 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

研究路線圖

2.3.1 模型材料常數(shù)確定方法為完整表述橡膠超彈性材料模型理論，需要 6 種純應變狀態(tài)的力學實驗：單軸拉伸、單軸壓縮、等雙軸拉伸、等雙軸壓縮、平面拉伸、平面壓縮，但是由于橡膠的不可壓縮特性，有三組理論存在應力狀態(tài)等效情況，所以只需要 3 種基本力學實驗：單軸拉伸、等雙軸拉伸、剪切（平面拉伸）或者等效的單軸壓縮、等雙軸壓縮、剪切（平面壓縮）[132]。試驗具體操作步驟參見文獻[10]。目前同時進行上述試驗的研究單位較少，而一種試驗往往不能完全描述材料所有力學性能，故本文參考文獻[8]通過測試某橡膠的單軸拉伸、剪切和等雙軸拉伸試驗數(shù)據（圖 2-1）。一般文獻中提出的確定常數(shù)的做法是通過橡膠試驗的應力-應變圖進行直線擬合，通過斜率和截距確定常數(shù)，這種擬合方法誤差比較大。本章借助 Ansys 進行試驗曲線與應變能函數(shù)的擬合[126]，根據兩曲線的吻合程度確定材料常數(shù)，擬合結果如圖 2-2 到 2-4 所示。

剪切試驗各模型擬合圖


本文編號：2948987