收藏 分销(赏)

基于超弹性模型的玻璃态聚合物应变强化行为研究.pdf

上传人:自信****多点 文档编号:639403 上传时间:2024-01-22 格式:PDF 页数:11 大小:6.05MB
下载 相关 举报
基于超弹性模型的玻璃态聚合物应变强化行为研究.pdf_第1页
第1页 / 共11页
基于超弹性模型的玻璃态聚合物应变强化行为研究.pdf_第2页
第2页 / 共11页
亲,该文档总共11页,到这儿已超出免费预览范围,如果喜欢就下载吧!
资源描述

1、of Theoretical and Applied Mechanics,2023,55(7):1473-1483Tian Chuanshuai,Zhan Lin,Xiao Rui.Modeling strain hardening of glassy polymers based on hyperelastic models.Chinese Journal引用格式:田传帅,詹林,肖锐.基了超弹性模型的玻璃态聚合物应变强化行为研究。力学学报,55(7):1473-1483202.3固体力学Chinese Journal of Theoretical and Applied MechanicsJ

2、ul.,20232023年7 月Vol.55,No.7力第55卷第7 期报学学基于超弹性模型的玻璃态聚合物应变强化行为研究田传帅*詹林肖锐+,2)*(河海大学工程力学系,南京2 10 0 9 8)+(浙江大学工程力学系,杭州3 10 0 2 7)摘要经典的熵弹性模型多被用于预测橡胶等软材料的超弹性力学行为,针对玻璃态聚合物在大变形过程中出现的应变强化行为,早期的理论模型主要采用Neo-Hookean模型和八链模型来进行模拟.为了验证其他超弹性模型能否更好的模拟玻璃态聚合物的应变强化行为,文章建立玻璃态聚合物的黏塑性模型,采用三元件模型来表征玻璃态聚合物在变形过程中的力学响应,并用Langevi

3、n统计模型来表征熵弹性变形自由能,针对强化效应,分别采用三链模型、八链模型、全链模型和p-root模型这4种超弹性模型来构建背应力.最后模拟了文献中PC和PMMA在单轴压缩和平面应变压缩条件下的应力响应,以及PETG在不同应变率下的力学行为,全面评估了这些模型的表现.与文献中的实验数据进行对比显示,基于p-root模型和八链模型的方法能够更好地模拟玻璃态聚合物在单轴加载和平面应变条件下的变形行为.其中p-root模型比八链模型表现稍好,且这两个模型的误差均显著小于三链模型和全链模型.文章的结果能为后续玻璃态聚合物强化效应的理论建模提供参考.关键词玻璃态聚合物,应变强化,本构模型,超弹性中图分类

4、号:0 3 43文献标识码:Adoi:10.6052/0459-1879-23-059MODELINGSTRAINHARDENINGOFGLASSYPOLYMERSBASEDONHYPERELASTICMODELSI)Tian ChuanshuaiZhan Lin tXiao Rui t,2)(Department of Engineering Mechanics,Hohai University,Nanjing 210098)(Department of Engineering Mechanics,Zhejiang University,Hangzhou 310027)AbstractCla

5、ssic hyperelastic models have been widely adopted to describe the mechanical response of rubbers.Inearly studies,the strain hardening of glassy polymers is also modeled by using a hyperelastic model,such as the Neo-Hookean model and the eight-chain model.To verify whether other hyperelastic models c

6、an better simulate the strainhardening behavior of glassy polymers,in this work,we develop a viscoplastic model to describe the mechanicalbehavior of the glassy polymers.The model consists of three components to characterize the mechanical response ofglassy polymers and a Langevin statistical model

7、is adopted for the entropic elastic free energy.The model incorporates aback stress for strain hardening behaviors based on different hyperelastic models,including the three-chain model,theeight-chain model,the full-chain model and the p-root model.The models are then applied to simulate the stressr

8、esponses of PC and PMMA under uniaxial compression and plane strain compression conditions,as well as the2023-02-24收稿,2 0 2 3-0 6-0 2 录用,2 0 2 3-0 6-0 3 网络版发表.1)国家自然科学基金资助项目(12 0 2 2 2 0 4,12 2 0 2 3 7 8).2)通讯作者:肖锐,研究员,主要研究方向为固体本构关系.E-mail:力14742023年第55卷报学学mechanical behavior of PETG at different st

9、rain rates in the literature,in order to obtain a comprehensive assessment.The results of the simulations and experiments show that the models based on the p-root model and the eight-chain modelcan better simulate the deformation behaviors of the glass polymers in uniaxial loading and plane strain c

10、onditions.Thep-root model performs slightly better than the eight-chain model.In addition,the relative error of these two models aresignificantly smaller than that of the three-chain model and the full-chain model.This work may shed light on developingconstitutive models for glassy polymers.Keywords

11、glassy polymers,strain hardening,constitutive model,hyperelasticity引言玻璃态聚合物在变形过程中会表现出复杂的力学行为 1-4,其应力-应变曲线可分为4个阶段:弹性、应变软化、平台和应变强化.当前已有不少学者开展了系统的实验和理论研究玻璃态聚合物的力学行为 5-1.例如Boyce等 12 利用屈服强度随时间的演变来描述应变软化行为.关于应变强化行为的模拟,目前普遍采用超弹性模型,主要有两个经典的超弹性模型应用的最为广泛.一个是Neo-Hookean模型,例如Senden等 13 采用其模拟取向后的聚碳酸酯(PC)在单轴拉伸和压缩

12、中的应变强化响应;VanMelick等 14 用其拟合来获得聚苯乙烯(PS)和聚苯醚(PPO)共混物在单轴压缩中的强化模量.另一个广泛使用的模型是Arruda等 15 提出的超弹性八链模型.该模型被用以模拟PC和聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)在单轴压缩和平面应变压缩中的强化行为;Dupaix等 16 对其改进后,用其模拟玻璃态聚合物在整个玻璃化转变区间的应变强化行为.超弹性理论建模一直是固体力学的研究重点,在过去的几十年间,有大量的超弹性模型被建立,例如Shariff模型、Haines-Wilson模型、Mooney-Rivlin模型、Ogden模型、三链模型、全链模型和p-root模型等.相关

13、学者也全面评估了这些超弹性模型的有效性 17-18 .例如,Marckmann等 19 在比较了20个超弹性模型后,发现扩展管道模型、Shariff模型和p-root模型能够较好地再现实验结果.Steinmann等 2 0 详细比较了14个常见超弹性模型后发现,这些模型在模拟橡胶材料多轴变形条件下的力学响应时均表现不佳.Hossain等 2 1 比较了八链和全链模型及其6 个改进版本,表明双参数改进后的八链模型优于传统的八链模型,而在全网络模型情况下,EliasZuniga等 2 2 的模型比Wu等 2 3 的Giessen模型更优.虽然这些超弹性模型在描述橡胶超弹性方面的表现得到了全面的评估

14、 2 4-2 7 ,但是这些模型能否更好地用来模拟玻璃态聚合物的应变强化行为还需进一步验证.本文中,将三链模型、八链模型、全链模型和p-root模型这几种超弹性模型引入到黏塑性模型中,分别用这些模型来描述玻璃态聚合物的强化行为,并对文献中玻璃态聚合物PC和PMMA的单轴压缩和平面应变压缩条件下力学响应进行了模拟,全面评估这些模型的表现,为后续玻璃态聚合物的理论建模提供参考.1黏塑性本构模型这里介绍玻璃态聚合物有限变形黏塑性本构模型.图1是本文所采用黏塑性模型的示意图,主要由3个部分组成:一个线性弹簧,用于表征弹性响应;一个黏壶,用来表示与应变率相关的黏塑性变形行为;以及一个与黏壶并联的非线性橡

15、胶弹性弹簧,用来描述大变形下的强化响应,首先变形梯度F可以分解成弹性部分Fe和黏塑性部分FVF=FeFV(1)变形率张量D定义为D=sym(L)=(L+LT),L=FF-1(2)黏塑性变形率DV可表示为D=sym(L)F(F)-(Fv)-(Fv)(3)2BT图1黏塑性模型流变学示意图Fig.1Rheological representation of the viscoplastic model1475第7 期田传帅等:基于超弹性模型的玻璃物应变强化行为研究其演化方程可采用下面的流动法则来表示 151DV=(4)V2T其中,T=trT?是等效驱动应力,是驱动应力T2的偏量部分,定义为T=T一(

16、trT).上式中,是黏3塑性剪切应变率,由下式给出 12/6=expA1(5)其中,是系数,A是活化体积与Boltzmann常数的比,T是温度,s是屈服强度,是压力系数,p是静水压力.玻璃态聚合物的应变软化可以通过演化的屈服强度来表征,本文将采用如下的屈服强度演化方程 15s=h(1-s/sss)v(6)其中,h是屈服应力相对于塑性应变的下降速率,Sss是稳态时的屈服强度,初始屈服强度为so=0.077/(1-v)28,其中是剪切模量,是泊松比.黏塑性驱动应力T定义如下1T=Q-FeBFeTBF(7)J其中是Cauchy应力,J=detF=detFe是变形体积比,B是背应力.Cauchy应力表

17、达式为 2 9 24V2ltr(lnU(8)J1-2v其中,是剪切模量,v是泊松比,lnUe是Hencky应变.如图1所示,背应力B由右侧非线性弹簧决定,本文中将采用三链模型、八链模型、全链模型和p-root模型来分别构建背应力模型,并对其进行对比研究.上述4种模型,主要是从微观力学角度出发,利用统计力学原理建立长链分子的自由能,再提出合适的分子链网络构型,将材料的宏观力学行为与内在的物理机理联系起来.在三链模型 3 0 中,主要假设在单位体积的立方体内包含了n条分子链,且在变形的过程中,3 个独立的分子链组分别平行于3个拉伸主方向,相当于每个主方向上有n/3条分子链,最后根据单链分子的自由能

18、得到整体的自由能函数.Arruda-Boyce八链模型 3 1 则认为8 个分子链正好连接着单位立方体的中心和8 个顶点,使得几何形状关于3 个主轴对称,因此在变形的过程中8个分子链始终具有相同的伸长率.Wu等 2 3 提出的全链模型假设所有的分子链在单位球体内,且链的一端在球体中心,另一端在球体表面,最后通过对这些单链自由能进行积分得到总体的自由能函数.Miehe等 3 2 建立的p-root模型认为高分子的微结构可以由微球体表示,并通过最小平均自由能原理确定了微球体上的拉伸比,接着以非仿射形式将微观运动学变量与宏观连续体的拉伸相关联.下面将给出这4种超弹性模型的相关方程.在3个主应变方向上

19、,右柯西格林张量可以写成下面的形式C=FTF=je1e1+Ne28e2+Nje3e3(9)其中F是变形梯度,1,入2 和3 分别是3 个主方向上的拉伸比.对于超弹性响应,当给定了自由能函数,可以通过下面的关系来计算应力0i=Mi元;(10)其中;是第i主方向上的柯西应力.在统计模型中,高分子单链的自由能可由朗之万统计给出Y=GN+ln+Yo(11)VNsinh其中G=nkT是剪切模量,N是分子链的单元数目,()-l是边 LangcviVN是拉伸极限,=L-1函数,Langevin函数定义为L(x)=cothx-1/x,o 是常数.由于逆Langevin函数没有明确的解析表示,通常采用各种近似函

20、数 3 3-3 5 来表示.在本文中,采用如下形式的近似 3 6 3xL-1(x)=-(12)在Wang等 3 0 的三链模型中,由于3 个分子链分别平行于3 个主方向,且是相互独立的,其自由能函数可以表示为3 个方向上自由能之和,如下所示1入2 21Y3-chGN+1n3VNsinhiVN213331n+ln+Y0(13)sinh2十VNsinh3入其中;=L-力1476学报学2023年第55卷在Arruda等 3 1 提出的八链模型中,因为8 个分子链正好是单位立方体的对角线,这样使得每条链在变形后具有相同的伸长率入=V(+)/3其自由能函数可以表示为入Pg-ch=GN+ln+Yo,=L(

21、14)VNsinhWu等 2 3 的全链模型主要认为在空间中随机取向的分子链可以用单位球体来表示,然后对这些单链进行积分,可以得到总的自由能函数,表示如下1?元02元Yfull-chGN+lnsinOdpdo4元=0J6=0VNsinh(15)其中链伸长为1=sin?0cos?g+2sin2sin?p+1gcos2g入=L-1V由于上述球积分可采用离散化的数值方法来进行计算.根据Bazant等 3 7 提出的离散方法,本文选择2 1个单位向量uj=aj,bjc来表示离散积分点的取向和相应的权重系数wj,具体的单位向量和权重系数值可参见文献 3 7 .离散后,在第j个方向上,链的伸长表示为,=+

22、b+,这里,离散伸长2;使用了上折标符号,是为了区别于主伸长;(i=1,2,3).因此,总的自由能形式可写成如下形式N+lnVNsinh(16)Miehe等 3 2 建立的非仿射p-root模型假设等效拉伸入是拉伸比在仿射条件下计算的p次平均根,其数值离散形式表示如下11/p入=(17)而自由能函数可以写成如下形式Yp-rot=GN+Yo,=L(18)InVNsinhVN基于上述4种超弹性模型,可给出背应力表达式.主方向上的背应力可以由自由能函数和B;=;得到,并将式中的入;替换为塑性伸长心.由于背应力是由偏量的黏塑性变形引起的,因此我们认为背应力也是一个偏量 2 8 ,由此4种模型下的表达式

23、分别如下三链模型()(ch=1GVM3B3-ch3k=1(19)八链模型(a)-(av)3B8-ch=二G一V32k=1(20)全链模型21Wj=1y=V(aji)+(bji2)+(cjng)af=aj,c=bj,af=cj(21)p-root 模型Bp-root=GVNL-1VN21(a)I-P)3j=12171/p(22)2(a0入=j=1y=V(aj)+(bi2s)+(ejng)af=aj,df=bj,f=cj2结果与讨论这里首先评估4种超弹性模型的应力响应.如图2 所示,对于每一种模型,选取相同的参数(G=0.1,N=10),分别给出在单轴压缩和平面应变压缩条件下的应力响应.图2(a)

24、是4种模型在单轴压缩条件下的应力-伸长比曲线(p-root模型中p=1),可以看到,4种模型在大变形时差别较大.其中三链模1477田传帅等:基于超弹性模型的玻变强化行为研究期第型的强化效应最大,全链模型次之,八链模型最小同时,考虑到p-root模型比其他3 种模型多了一个控制参数,图2(b)则绘制不同p值下单轴压缩的应力响应.如图所示,随着p值的增加,大变形时的强化效应逐渐增大.图2(c)是平面应变压缩条件下的应力响应,图2(d)是平面应变压缩下不同p值时的p-root模型的模拟结果,其趋势与单轴压缩时相同.这表明,与其他3 种模型相比,p-root模型在模拟橡胶的超弹性响应时具有一定的灵活性

25、.进一步利用这几种模型模拟了文献中玻璃态聚合物的应力响应 15,即聚碳酸酯PC材料的单轴压缩和平面应变压缩结果.除了强化部分,黏塑性模型参数采用文献 15 的数据,发现基于上述参数能够很好的模拟屈服阶段和应变软化阶段,而强化部分的模型参数,通过寻找误差最小值来标定Nsimu-oexp(23)enn=1其中simu和oexP分别是第n个实验点处加载方向上模拟和测量的真实应力大小6three-chain5full-chaineight-chainp-root432101.00.80.60.40.20strethc ratio a(a)单轴压缩(a)Uniaxial compression6-.-p

26、=15-P=3-p=10432101.00.80.60.40.20stretch ratio 入(b)不同p值(b)Different p values6three-chain5full-chain-.-eight-chain.p-root432101.00.80.60.40.2stretch ratio 2(c)平面应变压缩(c)Plane strain compression6p=15-p=3-p=10432101.00.80.60.40.2stretch ratio 2(d)不同p值(d)Differentpvalues图2 各个模型超弹性响应Fig.2Hyperelastic resp

27、onses of different models这里采用了两种方法来评估模型的性能.第1种方法是通过同时对单轴压缩和平面应变压缩的实验数据进行拟合,从而得到模型的参数和相应的模拟误差.第2 种方法则是单独对单轴压缩的数据进行拟合,进而得到相应的模型参数,并进一步对平面应变压缩变形进行模拟,得到相应的误差.所获得的模型参数见表1 表3.采用第1种方法的模拟结果如图3 所示.可见,三链模型和全链模型均不能较好的描述PC在大变表1模拟PC时不同背应力模型的参数和模拟误差(方法1)Table 1 Parameters and simulation error for different models

28、 ofPC(method 1)G/MPaNPe/MPaModel19.16.35.9648three-chain model12.52.083.8945eight-chain model17.54.25.5344full-chain model13.41.91.23.5695p-root model力14782023年第55卷学报学表2 模拟PC时不同背应力模型的参数和模拟误差(方法2)Table 2 Parameters and simulation error of different modes ofPC(method 2)G/MPaNPe/MPaModel12.32.934.8926t

29、hree-chain model12.724.9599eight-chain model14.12.730.1743full-chain model13.421.74.1751p-root model表3 模拟PC和PMMA时黏塑性模型参数Table3Parameters of the viscoplstic model for PC and PMMAParameterValue(PC)Value(PMMA)Physical significanceu/MPa450480ShearmodulusPre-exponential shear strain0/s-12.010152.8107rate

30、factorT/K298298TemperatureProportional to the activationA/(KMPa-)240100volume/Boltzmanns constant0.080Pressuredependence coefficientV0.30.33Poissons ratioRate of resistancedropwithh/MPa500350respect to theplastic strainSs/MPa76.63110Steady-stateyield strengthSo/MPa97140Initial shear strength形条件下的应力响

31、应.相比之下,八链模型和p-root模型能够预测PC在整个变形区间的应力应变曲线,包括单轴压缩和平面应变压缩的结果.值得注意的是,虽然八链模型的整体趋势模拟较好,但在大变形时,其拟合的单轴压缩结果偏小,这也可以从200uni-simuouni-exp-plane-simu150oplane-exp口100口口50000.51.01.5true strain(a)三链模型(a)The three-chain model200-uni-simu口uni-exp-plane-simu150o plane-exp10050000.51.01.5true strain(b)八链模型(b)The eigh

32、t-chain model200uni-simuuni-expplane-simu150plane-exp口100口50000.51.01.5true strain(c)全链模型(c)The full-chain model200-uni-simuouni-exp-plane-simu150oplane-exp1005000.51.01.5true strain(d)p-root模型(d)The p-root model图3 关于PC的实验和模拟结果对比(方法1)Fig.3Comparison between the experimentally measured and simulatedr

33、esults of PC(method 1)表1的模拟误差中得到证实.总的来说,在这几种模型中,p-root模型在拟合效果上表现最好.第2 种拟合方法的模拟结果如图4所示.当通过单轴压缩的实验数据确定模型参数后,再对平面应变压缩结果进行预测时,三链模型和全链模型的预测值明显偏大很多,尤其是在大变形区时,预测值results ofPC(method 2)Fig.4Comparison betweentheoerimentallmeasuredand simulated图4关于PC的实验和模拟结果对比(方法2)(d)The p-root model(d)p-root 模型true strain1.

34、00.5三100Oplane-exp150-plane-simu口uni-exp-uni-simu200(c)The full-chain model(c)全链模型truestrain1.00.5100edw/ssa.ns200150Oplane-expplane-simu250口unl-expuni-simu3001479田传帅等:基于超弹性模型的玻王物应变强化行为研究第7 期几乎是实验值的2 倍;八链模型的预测结果则相对较好,基本吻合实验所得到的平面应变压缩的应力响应,但结果仍偏大;而p-root模型的预测效果是最好的,与实验结果保持一致.通过这两种方法的模拟结果可知,无论是哪种方法拟合得

35、到的模型参数,p-root模型均表现出最优异的模拟性能,八链模型稍逊一些,而三链模型和全链模型的模拟效果是最差的.此外,对PMMA材料也采用了同样的方法来评估模型的性能,黏塑性模型参数如表3 所示,两种方法的背应力模型参数及模拟误差见表4和表5.第1种方法是单轴和平面变形同时拟合,结果如图5所示.可以看到,在大变形时,八链模型和p-root模型的结果要优于三链模型和全链模型的结果.第2种方法是单轴标定参数然后预测平面应变,结果如图6 所示.三链模型和全链模型在预测平面应变压缩结果时,明显比实验值偏大一些;而八链模型和p-root模型的预测结果相对较好,与实验结果基本吻合.由此可见,本文所获得的

36、结论对于不同玻璃态聚合物的应变强化行为均适用.300uni-simu口uni-exp250-plane-simuOplane-exp20015010050000.51.01.5true strain(a)三链模型(a)The three-chain model200-uni-simuouni-exp8O-plane-simu150o plane-exp000:000.10050000.51.01.5true strain(b)八链模型(b)The eight-chain model表4模拟PMMA时不同背应力模型的参数和模拟误差(方法1)Table 4 Parameters and simul

37、ation error for different models ofPMMA(method 1)G/MPaNPe/MPaModel21.55.46.796three-chain model20.72.74.5968eight-chain model21.94.25.5302full-chain model16.52.52.64.4663p-root model表5模拟PMMA时不同背应力模型的参数和模拟误差(方法2)Table 5 Parameters and simulation error of different modes ofPMMA(method 2)G/MPaNPe/MPaMo

38、del193.914.0632three-chain model18.82.65.1711eight-chain model19.53.49.3556full-chain model17.82.52.14.9905p-rootmodel力14802023年第55卷学报学250200150100uni-simu50口 uni-expplane-simuo,plane-exp000.51.01.5true strain(a)三链模型(a)The three-chain model250200150100uni-simu50ouni-exp-plane-simuo_plane-exp000.51.0

39、1.5true strain(b)八链模型(b)The eight-chain model250200150100uni-simu50uni-exp-plane-simuoplane-exp000.51.01.5true strain(c)全链模型(c)The full-chain model250200150100uni-simu口i uni-exp50d-plane-simuoplane-exp000.51.01.5truestrain(d)p-root 模型(d)The p-root model图5关于PMMA的实验和模拟结果对比(方法1)Fig.5 Comparison between

40、 the experimentally measured and simulatedresults of PMMA(method 1)300250200150100uni-simu口uni-exp.50-plane-simuo_plane-exp000.51.01.5true strain(a)三链模型(a)The three-chain model250200150100uni-simuo.uni-exp.50edplane-simuplane-exp000.51.01.5true strain(b)八链模型(b)The eight-chain model300250200150100uni

41、-simu口 uni-exp50-plane-simuoplane-exp000.51.01.5true strain(c)全链模型(c)The full-chain model250200150100uni-simuauni-exp50plane-simuplane-exp000.51.01.5true strain(d)p-root 模型(d)The p-root model图6 关于PMMA的实验和模拟结果对比(方法2)Fig.6Comparison between the experimentally measured and simulatedresults of PMMA(meth

42、od 2)1481田传帅等:基于超弹性模型的玻璃变强化行为研究期第最后,为了考虑加载速率对玻璃态聚合物黏塑性行为的影响,还对PETG在单轴压缩实验中不同应变率的结果进行了模拟,首先通过对0.0 1/s应变率的实验结果进行拟合,得到相应的参数(表3 和表6),然后再模拟0.1/s和1/s应变率下的实验结果.模拟结果如图7 所示.可以看见这4种模型均能模拟不同应变率下的应力响应结果,具有一定的预测能力,其中三链模型和全链模型在模拟大变形时仍稍稍偏大,而八链模型和p-root模型整体的模拟效果较好.10080601/s-simu401/s-exp0.1/s-simu200.1/s-exp0.01/s

43、-simu口0.01/s-exp00.51.01.5true strain(a)三链模型(a)The three-chain model1008060-1/s-simu400 1/s-exp-0.1/s-simu2000.1/s-exp-0.01/s-simu口_0.0 1/s-exp000.51.01.5truestrain(b)八链模型(b)The eight-chain model10080601/s-simu401/s-exp0.1/s-simu200.1/s-exp0.01/s-simu口0.01/s-exp000.51.01.5true strain(c)全链模型(c)The fu

44、ll-chain model10080601/s-simu401/s-exp-0.1/s-simu2000.1/s-exp0.01/s-simu口0.01/s-exp000.51.01.5true strain(d)p-root 模型(d)The p-root model图7 不同应变率下PETG的实验和模拟结果对比Fig.7 Comparison between the experimentally measured and simulatedresults of PETG at different strain rate3结论本文建立有限变形黏塑性本构来表征玻璃态聚合物的力学行为,并基于三

45、链模型、八链模型、全链模型和p-root模型等4种超弹性模型来构建背应力模型,以描述应变强化行为,并分析对比了其整体表现.选用两种确定模型参数的方法,利用这几种模型模拟了文献中关于玻璃态聚合物PC的实验结果,结果表明无论选用何种参数确定方法,八链模型和p-root模型均可较好的描述PC在整个实验过程中的应力响应,且这两个模型的误差均显著小于三链模型和全链模型.此外,p-root模型的模拟效果比八链模型稍好一些.本文所采用的4种背应力模型,单个分子链均采用朗之万自由能,其区别在于假设了不同的分子链网络构型.正是由于这些不同的分子网络构型假设,导致相同变形下4种模型的宏观自由能和应力响应的不同.在

46、描述超弹性行为时,八链模型的双轴预测额能力相对于三链和全链模型有所提高,而p-root模型的双轴表现能力相较于经典超弹性模型又有了大幅提高.可见,八链模型和p-root模型可更加准确地表征真实高分子网络构型的主要特征,因此他们在模拟玻璃态聚合物强化方面也同样具有优越性.本文相关结果为玻璃态聚合物本构建模提供重要的参考意义.参考文献1刘兵飞,黄涛涛,周蕊.温度梯度对热致型形状记忆聚合物板力学性能的影响.固体力学学报,2 0 2 2,43(2):19 5-2 0 7(LiuBinfei,力14822023年第55卷报学学Huang Taotao,Zhou Rui.Effect of tempera

47、ture gradient on themechanical properties of thermotropic shape memory polymerplates.Chinese Journal of Solid Mechanics,2022,43(2):195-207(inChinese)2 Patel NG,Banella S,Serajuddin AT.Moisture sorption by polymer-ic excipients commonly used in amorphous solid dispersions and itseffect on glass trans

48、ition temperature:II.Cellulosic polymers.Journ-al of Pharmaceutical Sciences,2022,111(11):3114-31293汪洋,陈建康,李克武等.蠕变条件下刚性夹杂填充高聚物复合材料的延迟时间-蠕变荷载幂率关系研究.固体力学学报,2 0 17,38(4):348-358(Wang Yang,Chen Jiankang,Li Kewu,et al.On thepower-law relation between retardation time and creep load for rigidinclusions fi

49、lled a polymer composite.Chinese Journal of SolidMechanics,2017,38(4):348-358(in Chinese)4朱振华,邵柏军,王俊等.老化对PP/SSFs导电复合材料结构及应力松弛性能的影响.力学学报,2 0 18,50(3):517-52 6(ZhuZhen-hua,Shao Baijun,Wang Jun,et al.Effect of aging on structure andstress relaxation of PP/SSFs composites.Chinese Journal of Theor-etical

50、 and Applied Mechanics,2018,50(3):517-526(in Chinese)5刘传志,杨庆生.聚合物分子链微结构-力学性能关系的数据驱动模型.固体力学学报,2 0 2 1,42(5):53 2-542(LiuChuanzhi,YangQingsheng.A data-driven model of the relationship between poly-mer molecular chain microstructure and mechanical properties.Chinese Journal of Solid Mechanics,2021,42(5

展开阅读全文
相似文档                                   自信AI助手自信AI助手
猜你喜欢                                   自信AI导航自信AI导航
搜索标签

当前位置:首页 > 学术论文 > 论文指导/设计

移动网页_全站_页脚广告1

关于我们      便捷服务       自信AI       AI导航        获赠5币

©2010-2024 宁波自信网络信息技术有限公司  版权所有

客服电话:4008-655-100  投诉/维权电话:4009-655-100

gongan.png浙公网安备33021202000488号   

icp.png浙ICP备2021020529号-1  |  浙B2-20240490  

关注我们 :gzh.png    weibo.png    LOFTER.png 

客服