膠結(jié)型顆粒復(fù)合材料的粘彈性能.pdf

1、膠結(jié)型復(fù)合材料在自然界中廣泛存在，它是一種典型的混合物，由基體材料和顆粒材料組成，這兩種材料之間取長補(bǔ)短，協(xié)同工作，使復(fù)合材料有了更為優(yōu)秀的力學(xué)性能，并且具有廉價(jià)易得的特性，在現(xiàn)實(shí)的各個(gè)行業(yè)中得到了非常廣泛的使用。
　　本文對玻璃微珠和環(huán)氧樹脂這兩種材料組成的典型的膠結(jié)型復(fù)合材料為例進(jìn)行分析。它的粘彈性主要體現(xiàn)在松弛、蠕變、應(yīng)變率敏感、阻尼四個(gè)方面。
　　首先從宏觀層面上考慮，對這種材料的松弛和蠕變性能進(jìn)行研究。通過壓應(yīng)變條

2、件下的松弛實(shí)驗(yàn)測定整體材料的松弛特性，將其簡化成三參數(shù)固體模型進(jìn)行分析，推導(dǎo)得到松弛模量和蠕變?nèi)崃?，并結(jié)合有限元軟件，對整體宏觀材料的蠕變過程進(jìn)行了仿真分析。再從微觀角度，以壓應(yīng)變條件下的松弛實(shí)驗(yàn)得到基體材料的粘彈性能為基礎(chǔ)，依托組合球理論，對單個(gè)組合球單元的粘彈性性能進(jìn)行分析得到了其松弛模量，并與宏觀材料松弛實(shí)驗(yàn)的結(jié)果做了對照。
　　對于此種材料的應(yīng)變率敏感性性能，主要是從實(shí)體材料的實(shí)驗(yàn)出發(fā)，采用低、中、高三種不同的壓縮速率，將

3、材料壓縮到規(guī)定的變形量，并結(jié)合應(yīng)變率敏感的計(jì)算公式分析，得到了這種材料應(yīng)變敏感性的客觀規(guī)律。
　　對于此種材料的阻尼特性，采用實(shí)驗(yàn)測定基本參數(shù)和ANSYS仿真相結(jié)合的方法分析。首先通過熱態(tài)動(dòng)分析實(shí)驗(yàn)，在一定溫度域內(nèi)，對多個(gè)頻率點(diǎn)進(jìn)行掃頻，測定環(huán)氧樹脂基體材料的損耗因子，進(jìn)而把實(shí)驗(yàn)測得的基體材料的損耗因子放入組合球單元中進(jìn)行仿真模擬，得到不同顆粒直徑的組合球單元的損耗因子，并將組合球單元組裝成宏觀網(wǎng)絡(luò)模型，從而計(jì)算得到宏觀材料的阻尼