聚合物粘結(jié)顆粒復合材料PI-SiO2宏細觀力學行為的離散元分析.pdf

1、聚合物粘結(jié)顆粒增強復合材料作為一類重要結(jié)構(gòu)和功能復合材料，在機械、建筑、航天航空、國防和電子電器等領域都有廣泛的應用。這類材料具有較強的粘彈性和大變形能力，采用傳統(tǒng)的有限元方法預測這類材料的大變形破壞及界面失效行為時存在諸多困難，如界面脫粘的模擬、孔洞的擴展等。本文利用基于離散單元法的二維顆粒流程序PFC2D對一種典型的聚合物顆粒增強復合材料PI/SiO2進行了蠕變變形模擬，應力應變分析，界面脫粘過程模擬等工作。
　　首先，采用二

2、維離散單元軟件PFC2D對聚合物基顆粒增強復合材料PI/SiO2的變形進行數(shù)值模擬。聚合物基體區(qū)域采用規(guī)則六方排列的單元進行離散，離散單元間采用Burger's連接元模型表征基體材料的粘彈性特征，通過理論分析建立基體材料連接元參數(shù)與宏觀材料參數(shù)之間的關(guān)系，確定出基體材料的Burger's連接元模型參數(shù)，然后在基體模型中引入隨機分布的剛性填充顆粒，建立聚合物基顆粒增強復合材料離散元模型。其次，編寫基于FISH語言的離散單元數(shù)值程序，在PF

3、C2D中生成不同顆粒填充率的DEM模型，對其在拉伸載荷坐下的應力應變進行分析，得到其蠕變曲線，應力時程曲線，應變率時程曲線，應力應變曲線，應力應變云圖等，并分析不同顆粒填充率對模擬結(jié)果的影響。最后，編寫裂紋動態(tài)監(jiān)測FISH代碼，建立一種典型的DEM模型，給定顆粒單元間以一定的連接強度，模擬觀察模型在不同載荷作用下，在產(chǎn)生大變形時，基體破壞、界面裂紋產(chǎn)生及擴展、界面失效破壞的動態(tài)過程，畫出裂紋數(shù)量隨時間的變化曲線，分析材料在發(fā)生大變形時破