發(fā)布時間：2020-12-31 04:43

　　本文利用不同應(yīng)變能函數(shù)、不同試驗條件得到的橡膠材料常數(shù)和本構(gòu)模型對顆粒增強橡膠、短纖維增強橡膠復(fù)合材料和橡膠混凝土材料的力學(xué)性能展開試驗調(diào)查和數(shù)值模擬研究,分析橡膠本構(gòu)模型與材料參數(shù)的不確定性對橡膠復(fù)合材料有效力學(xué)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(fù)合材料補強增韌方面的作用,為橡膠復(fù)合材料的廣泛應(yīng)用提供理論依據(jù)。首先從連續(xù)介質(zhì)力學(xué)出發(fā),總結(jié)橡膠材料應(yīng)變能函數(shù)的選取原則和橡膠材料超彈性本構(gòu)方程的建立方法,分析用不同應(yīng)變能函數(shù)建立橡膠本構(gòu)模型的利弊,探究本構(gòu)模型與材料參數(shù)的不確定性對橡膠材料有效力學(xué)性能的影響程度,為正確選擇橡膠類復(fù)合材料的應(yīng)變能函數(shù)提供依據(jù)。第二,建立陶瓷顆粒增強橡膠復(fù)合材料的有限元模型,利用廣義虎克定律、應(yīng)變能法、Mori-Tanaka法、Halpin-Tsai法、修正的Halpin-Tsai法和均質(zhì)化法六種方法研究陶瓷顆粒增強橡膠復(fù)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(fù)合材料有效力學(xué)性能的影響,結(jié)果表明修正的Halpin-Tsai法綜合考慮經(jīng)典理論與有限元法的優(yōu)勢,均質(zhì)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(jié)果具有更高的... 

【文章來源】：佛山科學(xué)技術(shù)學(xué)院廣東省

【文章頁數(shù)】：129 頁

【學(xué)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(yīng)變狀態(tài)的力學(xué)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(yīng)力狀態(tài)等效情況，所以只需要 3 種基本力學(xué)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(xiàn)[10]。目前同時進(jìn)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(xué)性能，故本文參考文獻(xiàn)[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(jù)（圖 2-1）。一般文獻(xiàn)中提出的確定常數(shù)的做法是通過橡膠試驗的應(yīng)力-應(yīng)變圖進(jìn)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(jìn)行試驗曲線與應(yīng)變能函數(shù)的擬合[126]，根據(jù)兩曲線的吻合程度確定材料常數(shù)，擬合結(jié)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