谢 悦，宿晓如，冯春冬，罗冬梅

(佛山科学技术学院 土木工程系， 广东 佛山 528000)



颗粒增强橡胶复合材料有效力学性能预测分析

谢 悦，宿晓如，冯春冬，罗冬梅

(佛山科学技术学院 土木工程系， 广东 佛山 528000)

采用几种经典预测计算方法分析颗粒半径大小、颗粒百分比、颗粒弹性模量等参数对随机颗粒增强橡胶复合材料有限元模型有效力学性能的影响。结果表明：高百分比、小半径、低弹性模量的颗粒有利于改善随机颗粒增强橡胶复合材料的有效力学性能；所用方法中，经典Mori-Tanaka法、Halpin-Tsai法和以应变能法和广义虎克定律为基础的有限元法都有一定的局限性，而修正的经典Halpin-Tsai公式能有效改善经典公式预测的结果，另一种多尺度均质化方法的结果介于数值法与经典公式法之间，说明修正Halpin-Tsai法和均质化法的预测更为可靠。

颗粒；橡胶；复合材料；有效力学性能；均质化法

橡胶基复合材料因其弹性大、可设计性强、可以人工合成、价格低廉等优良性能广泛应用于航空航天、土木建筑、交通运输及体育器材等领域，通过添加纤维、颗粒等形状和性能不一样的增强相能够进一步改善橡胶的性能。目前对于这类材料的研究一般是通过大量的物理实验进行配方设计。李福强等[1]研究了未处理棉短纤维、尼龙短纤维和木质纤维素短纤维的用量对短纤维增强三元乙丙橡胶复合材料物理力学性能的影响；谢尊虎等[2]分析了提高硅橡胶各项性能的主要途径和方法,指出了提高硅橡胶相关性能的发展方向；……