一种粒子增强体复合材料的线粘弹性模型①
2012-08-31龚建良刘佩进
固体火箭技术 2012年6期
龚建良,刘佩进,李 强
(西北工业大学燃烧、热结构、与内流场重点实验室,西安 710072)
0 引言
粒子增强体复合材料主要是由高聚物为基体的粘结剂和固体颗粒的增强体组成[1]。高聚物基体是连续相,具有粘弹性特性,其力学性能强烈依赖于温度、应变率[2]。另外,粒子增强体复合材料分布着大量的固体颗粒,起到增强作用,固体颗粒的粘性很小,但其杨氏模量比基体要大得多[3]。在外载荷的作用下,由于组分有效性能的差异,导致粒子与基体处应力集中,较易产生界面脱湿[4]。界面脱湿是一个重要的力学行为,但在实验上,一般无法单独分析一种变形特性(如脱湿)对宏观本构关系的影响。为了单独定量分析界面脱湿对粒子增强体复合材料力学性能的影响,对其展开数值模拟是必要的。
目前,国内外针对粒子增强体复合材料的细观力学已存在研究。国内,赵颖华于1999年,针对颗粒增强复合材料,应用细观力学的均质化方法,研究了界面损伤对颗粒增强复合材料弹性性能的影响[5];袁嵩于2006年,针对复合固体推进剂,使用轴对称单胞模型,利用细观力学有限元法,计算了颗粒与基体粘接完好和存在脱粘两种情况下颗粒与基体内的应力分布,分析了复合固体推进剂的细观失效机理[6];陈建康于2003年,针对粒子增强体粘弹性复合材料,使用Eshelby等效理论与Mori-Tanaka法,建立了宏观本构关系,得出了宏观应变率、粒子分散度、基体的松弛时间与界面粘接强度对宏观本构关系都具有重大影响[7]。……
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