基于弹性统计理论的硅橡胶纳米复合材料本构关系的建立
发布时间：2020-05-23 03:05
【摘要】：基于考虑了悬垂链的橡胶弹性统计模型,通过引入应变放大因子,建立了硅橡胶纳米复合材料的基于微观机制的本构关系,其中利用硅橡胶分子信息(分子量M、乙烯基含量wt_(Vi)%)、乙烯基反应程度(q)估算获得本构方程中的交联点间链段分子量(Mc),网络链(network strands)体积分数(Φ)等参数,通过拟合确定了与纳米粒子相关的部分参数(初始应变放大因子X_0,极限应变放大因子X_∞,衰减因子z),对掺杂白炭黑的单组分及长短链配合硅橡胶拉伸应力-应变数据进行拟合,在采用相同X_∞,z值情形下,拟合曲线仍能与实测值符合较好(拟合的Adj.R-Square值分别为0.99576、0.99596)。基于微观物理机制的本构关系能够成为联系微观分子结构参数与宏观应力的桥梁,本文工作有望为更有针对性地改进和优化硅橡胶的性能提供依据。
【图文】：
１０．１４０２８／ｊ．ｃｎｋｉ．１００３－３７２６．２０１７．０４．００６１原理与模型１．１本构关系Ｔｓｅｎｏｇｌｏｕ等［９］认为交联网络中有两种链段，一种是两端均被交联的网络链（ｎｅｔｗｏｒｋｓｔｒａｎｄｓ，本文记为Ｓ型链），另一种是仅一端被交联的悬垂链（ｄａｎｇｌｉｎｇｃｈａｉｎｓ，本文中记为Ｄ型链），如图１所示。图１高分子交联网络示意图Ｆｉｇｕｒｅ１Ｓｃｈｅｍａｔｉｃｒｅｐｒｅｓｅｎｔａｔｉｏｎｏｆｃｒｏｓｓ－ｌｉｎｋｉｎｇｐｏｌｙｍｅｒｎｅｔｗｏｒｋ基于经典弹性理论和独立网络理论，并考虑两种链段不同的松弛行为，作者得出橡胶弹性体在单轴拉伸下的本构关系，如式（１）所示：τ１１－τ２２λ＝３ＲＴρΦＭｃ＋１ＭｅΦ＋（１－Φ）Ｆ（ｔ）α（Ｅ→［］）｛｝２α（Ｅ→）（Ｈ１１（Ｅ→）－Ｈ２２（Ｅ→））（１）式中，，τ１１－τ２２λ为工程应力，α（Ｅ→）、Ｈ１１（Ｅ→）－Ｈ２２（Ｅ→）均为变形梯度张量Ｅ→的函数：α（Ｅ→）＝λ２１＋ｌｎ（i幡耍常耍砳幔保﹊幡耍肠耍砳幔璸膒苝蘰危保龋保保ǎ拧龋玻玻ǎ拧溅耍ǎ拨耍常保矗é耍常保保处耍常保拨耍常
本文编号：2677042
【图文】：
１０．１４０２８／ｊ．ｃｎｋｉ．１００３－３７２６．２０１７．０４．００６１原理与模型１．１本构关系Ｔｓｅｎｏｇｌｏｕ等［９］认为交联网络中有两种链段，一种是两端均被交联的网络链（ｎｅｔｗｏｒｋｓｔｒａｎｄｓ，本文记为Ｓ型链），另一种是仅一端被交联的悬垂链（ｄａｎｇｌｉｎｇｃｈａｉｎｓ，本文中记为Ｄ型链），如图１所示。图１高分子交联网络示意图Ｆｉｇｕｒｅ１Ｓｃｈｅｍａｔｉｃｒｅｐｒｅｓｅｎｔａｔｉｏｎｏｆｃｒｏｓｓ－ｌｉｎｋｉｎｇｐｏｌｙｍｅｒｎｅｔｗｏｒｋ基于经典弹性理论和独立网络理论，并考虑两种链段不同的松弛行为，作者得出橡胶弹性体在单轴拉伸下的本构关系，如式（１）所示：τ１１－τ２２λ＝３ＲＴρΦＭｃ＋１ＭｅΦ＋（１－Φ）Ｆ（ｔ）α（Ｅ→［］）｛｝２α（Ｅ→）（Ｈ１１（Ｅ→）－Ｈ２２（Ｅ→））（１）式中，，τ１１－τ２２λ为工程应力，α（Ｅ→）、Ｈ１１（Ｅ→）－Ｈ２２（Ｅ→）均为变形梯度张量Ｅ→的函数：α（Ｅ→）＝λ２１＋ｌｎ（i幡耍常耍砳幔保﹊幡耍肠耍砳幔璸膒苝蘰危保龋保保ǎ拧龋玻玻ǎ拧溅耍ǎ拨耍常保矗é耍常保保处耍常保拨耍常
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