一、基于损伤演化的共混/填充高聚物体系本构关系研究进展（论文文献综述）
孔方昀[1]（2021）在《颗粒改性PVDF基复合材料的力学性能研究》文中研究表明聚偏氟乙烯（Polyvinylidene fluoride,简称PVDF）材料以其良好的化学稳定性、压电性和疏水性受到国内外科研人员的广泛关注,并已成功应用于压电传感器、锂离子电池隔膜以及过滤膜等领域。但是,在以往的研究中,科研人员往往侧重于PVDF材料的压电和疏水性能研究,对在实际工程应用常出现的损伤断裂和磨损等力学问题及相关影响因素缺乏系统研究。因此,本文分别制备了SiO2、炭黑（CB）以及聚丙烯（PP）改性的PVDF基复合材料试件,基于此,开展了PVDF基复合材料的损伤断裂和磨损力学试验研究与数值模拟,获得了载荷、缺口角度、温度以及电压等关键因素对PVDF基复合材料力学性能的影响规律。本文主要研究内容包含以下几方面:（1）采用溶液浇铸法和热压工艺分别制备了不同含量的SiO2/PVDF复合材料薄膜及板材试件,使用万能试验机对不同SiO2含量、不同角度的V型缺口以及U型缺口试件进行了单轴拉伸测试以及循环荷载测试,获得了SiO2含量、缺口型式和缺口大小对PVDF复合材料损伤断裂性能的影响规律。此外,开展了SiO2/PVDF复合材料的纳米压痕硬度测试和磨损测试,得到了其弹性模量、硬度和摩擦系数等参数。（2）分析了力电、力热耦合作用下CB、PP和SiO2改性PVDF复合材料的损伤断裂性能。在对单一颗粒改性复合材料力学性能研究的基础上,进一步合成了CB/SiO2/PVDF复合材料,并以PP无纺布为支撑喷淋SiO2/PVDF溶液,制得了PP/SiO2/PVDF复合材料。使用LCR测试仪测得了CB/PVDF复合材料的电容、电阻率等电学基本参数,在试件表面施加均匀电场后进行了单轴拉伸测试,分析了电、力共同作用下材料损伤断裂性能的变化规律。开展了不同温度条件下PP/SiO2/PVDF复合材料的收缩性试验以及燃烧测试,并结合TG-DTG曲线综合分析了PP/SiO2/PVDF复合材料的热力学性能、收缩性和热稳定性。（3）开展了PVDF聚合物材料损伤特性的数值模拟仿真研究。基于弹性、内聚力及弹塑性理论建立了有限元模型,通过数值模拟与试验结果对比,验证了该模型的有效性。基于此,进一步研究了内聚力参数、缺口型式以及边界条件与模型数值模拟结果的关系。分析表明,内聚力单元设置对模型损伤、破坏位置和最大应力、应变均有较大影响;随着缺口角度的减小和缺口深度的增加,其力学性能逐渐降低,且其应力呈非线性下降,且损伤过程出现了应力集中现象。（4）基于SiO2与PVDF颗粒的分布规律,提出了颗粒增强复合材料的相互作用力模型。针对SiO2颗粒间相互排斥、相互吸引以及均匀分布的情况,研究了颗粒之间作用力与距离的关系。引入随机分布和统计理论,进一步分析了具有复杂颗粒分布结构体系的物理力学性能和复合材料的增强机理,重点研究了SiO2的分布规律对复合材料的弹性模量、拉伸强度以及极限应变的影响。本文结合试验、理论分析和数值模拟方法开展了PVDF基复合材料在力、电、热不同条件下的损伤断裂特性研究,阐明了改性PVDF基复合材料的损伤断裂机理并为工程应用提供有价值的理论指导。
武智慧,牛公杰,钱建平,刘荣忠[2]（2021）在《基于热力学的HTPB/AP复合底排药损伤本构模型及损伤差异分析》文中研究表明为研究HTPB/AP复合底排药（CBBG）单轴拉伸力学性能,进行了准静态（233～301K,8.3×10-5～8.3×10-1 s-1）和冲击（233～323K,1 200～8 000s-1）加载实验。实验结果表明,各工况下的真应力应变曲线均有明显的屈服点,初始模量、屈服应力及后屈服阶段形态均呈现显着的温度和应变率相关性。在不可逆热力学框架内,推导了热力学力表达式和内变量演化法则,结合初始模量和屈服应力模型,建立了黏弹-黏塑-损伤本构模型。根据HTPB/AP CBBG宽泛温度和应变率实验数据,利用一维形式的本构模型进行了参数辨识和模型验证。结果表明,该模型能较准确描述黏弹性阶段和后屈服阶段。不同工况下的损伤演化律表明,冲击加载和低温均有利于损伤扩展。
孟胜皓,俞卫博,刘宏波,李晨,杜仕国[3]（2019）在《复合固体推进剂基体/填料界面研究现状》文中指出复合固体推进剂广泛应用于航天火箭及常规战备武器中,其基体与填料间的界面问题一直是科研工作者关注的焦点。因基体/填料界面属于推进剂的弱作用点,研究界面问题可在一定程度上反映推进剂的整体结构完整性。简要介绍了目前关于固体推进剂中基体/填料界面的主要研究方法,从物相表征和力学测试两方面进行分类,分别介绍了红外光谱、显微镜、X射线光电子能谱、接触角测量及拉伸测试法和动态力学性能测试法在基体/填料界面处的应用,并介绍了几种常见界面作用理论。通过总结和对比,展望了固体推进剂基体/填料界面研究的发展方向,指出界面研究将朝着对单一界面进行研究、从微观角度测试力学性能以及界面分子动力学研究的方向发展。
顾志旭,郑坚,彭威,支建庄[4]（2018）在《HTPB黏弹性微裂纹偏折扩展损伤本构模型》文中提出为建立端羟基聚丁二烯（HTPB）推进剂的损伤本构模型,采用宏细观相结合的方法,将其细观损伤机理视为初始微裂纹偏折扩展的过程。首先,基于微裂纹稀疏估计理论,推导了Abdel-Tawab宏观本构方程中损伤映射张量的一般形式,其物理意义是将真实应力空间中各向异性材料的多轴加载,映射为等效应力空间中各向同性材料的更为复杂的多轴加载。其次,基于能量释放率和最大周向应力准则,分析了三维币形裂纹偏折扩展的情形,进一步采用两步等效法,将偏折扩展后的裂纹等效为币形裂纹。最后,基于Schapery裂纹模型,推导了微裂纹稳定扩展的速率方程。数值结果表明,建立的模型能够有效地反映材料损伤的应变率、温度依赖性和各向异性特征。
武鑫[5]（2018）在《高聚物粘结炸药（PBX）的细观力学行为模拟研究》文中指出高聚物粘结炸药（Polymer Bonded Explosive,PBX）是由单质炸药晶体和高聚物粘结剂等组成的混合炸药,PBX的力学性能对其作用可靠性和使用安全性有着重要影响。数值模拟是研究PBX细观力学行为的重要途径。数值流形方法（Numerical Manifold Method,NMM）采用两套独立覆盖系统和截断不连续覆盖函数,适合于材料不连续力学行为的模拟。本文对PBX细观NMM模拟模型的建立,以及NMM方法中PBX基体和颗粒基体界面的材料本构模型进行了研究,进而对PBX细观力学行为特征和规律进行了模拟和分析。首先,将有限元网格作为一种数学覆盖方式生成流形覆盖系统以避免细小流形单元的出现,并提出了将单个材料体描述为一个流形单元的独立覆盖方法。通过多种流形覆盖方式相耦合,降低了模型建立过程的复杂程度,减少了模型中的接触数量以及流形单元数量,提高了计算效率。其次,在NMM中实现了ZWT粘弹性本构模型、Prony级数粘弹性本构模型和界面双线性本构模型。验证了粘弹性本构模型在不同应变率下模拟的正确性。通过简单模型的法向/切向接触力与接触位移的关系曲线,验证了界面双线性本构模型的准确性。最后,通过两种途径建立PBX的细观结构模型,对不同颗粒级配、体积分数与分布形式下的PBX细观模型进行了单轴拉伸与压缩模拟。结果表明:PBX宏观等效应力增长速度随颗粒体积分数的增加而增加,即PBX的等效弹性模量随颗粒体积分数的增加而增大;界面脱粘和粘结剂断裂是主要的破坏模式,单轴压缩下,尺寸较小的炸药颗粒破碎也可以看作是早期较为主要的破坏模式;颗粒体积分数相近的细观模型中,不同的PBX细观模型有不同的宏观等效拉伸/压缩强度;由于粘结剂和炸药颗粒在PBX变形过程中的支配作用程度不同,造成PBX宏观等效模量在不同体积分数段的变化。
顾志旭,郑坚,彭威,支建庄[6]（2018）在《复合固体推进剂黏弹性微裂纹损伤本构模型》文中研究指明为建立复合固体推进剂的损伤本构模型,在介观尺度上视其为微裂纹损伤,选取微裂纹密度为损伤内变量。在Abdel-Tawab本构方程的基础上,基于微裂纹均匀化理论,推导了损伤映射张量的一般形式。该张量通常具有非完全对称性,其物理意义是将真实应力空间中各向异性材料的多轴加载映射为等效应力空间中各向同性材料的更为复杂的多轴加载。其次,基于黏弹性动态裂纹扩展模型和裂纹扩展阻力曲线的概念,建立了损伤内变量的演化方程。该演化方程仅含4个物理意义明确的细观参数,并且参数的取值规律与宏观应力曲线的变化规律相一致。数值结果表明,建立的模型能够有效反映材料损伤的应变率、温度依赖性及各向异性特征,并且具有一定的蠕变损伤预测能力。
刘龑龙[7]（2017）在《高聚物粘结炸药力学行为的实验研究和数值模拟》文中提出高聚物粘结炸药（Polymer Bonded Explosives,PBXs）是由高能单质炸药和高聚物粘结剂等组成的聚合物基高能炸药,在生产、运输和储存等过程中PBX炸药承受复杂应力条件,系统研究PBX炸药在各种载荷作用下的力学行为,它对于评估PBX炸药使用寿命、使用安全性和可靠性都具有重要的意义。本文主要对PBX材料在不同温度条件下的准静态力学性能进行实验研究,并对PBX材料在宏观及细观尺度上的断裂破坏进行数值模拟研究,主要内容包括:在实验方面,采用巴西实验研究PBX模拟材料在室温到90°C时的准静态拉伸力学性能,证实随着温度升高,PBX材料抗拉能力降低;采用平台巴西实验测量PBX模拟材料在不同温度下的断裂韧性等参数;根据数字图像相关（DIC）方法测得宏观位移及应变场,研究PBX材料宏观变形破坏机理;通过扫描电镜观察断面形貌,结果表明,随着温度的升高,PBX模拟材料的破坏由穿晶断裂的脆性破坏向沿晶脱粘破坏以及脱粘和颗粒破碎的复合破裂模式转变;对不同长径比的PBX模拟材料的圆柱试样进行单轴压缩实验,分析尺寸对PBX模拟材料破坏模式和力学性能的影响;对长径比为1.0的PBX模拟材料圆柱试样进行不同温度下的单轴压缩实验,并结合三维DIC方法测量了圆柱试样的离面位移场和应变场,结合断口形貌,分析其破坏模式,结果证实在高温条件下,周向拉伸作用是导致PBX模拟材料失效的主要原因。颗粒和粘结剂的界面是PBX炸药的薄弱之处,因此设计新的实验方法尝试测量了PBX材料颗粒和粘结剂的界面脱粘强度。借助DIC方法对TATB基的PBX-1和HMX基的PBX-2两种PBX炸药材料进行单轴拉伸和单轴压缩实验,研究两种炸药材料在较宽温度（-40°C200°C）和机械载荷耦合作用下的力学性能和破坏演化过程,结果证实两种PBX炸药热软化效应和拉压不对称性明显,抗拉强度及拉伸模量远低于抗压强度和压缩模量。在常温和低温下,两种炸药在拉伸载荷下脆性明显,没有明显的屈服阶段;但当温度高于100°C时,塑性变形增大。PBX-1拉伸强度高于PBX-2,是由于PBX-1中的F2314的力学性能以及TATB与F2314的界面结合强度决定的。而PBX-2压缩强度高于PBX-1,这是由于PBX-2中炸药颗粒为HMX的抗压能力高于PBX-1中的TATB。由于β-HMX在180°C左右发生相变,因此在185°C和200°C时PBX-2的力学性能与在100°C155°C时有明显差别。不同温度下两种炸药拉伸破坏形貌和变化规律不同,主要是由于其粘结剂的成分和含量不同造成的。在宏观数值模拟方面,通过二次开发实现了嵌入式粘聚裂纹模型,采用单胞模型、单轴拉伸及三点弯实验进行初步验证,可有效地模拟裂纹的起裂及扩展过程。采用该模型模拟PBX材料不同预制裂纹长度的半圆盘弯曲实验,模拟I型裂纹的断裂过程,并预测其失效载荷;采用临界距离理论进行对比分析,结果发现,两种方法预测的结果与实验结果吻合较好,且方法简便,可用于分析PBX材料的应力集中问题。考虑PBX炸药的细观非均匀性,将材料参数由威布尔随机分布离散,建立细观非均匀的巴西实验模型,采用嵌入式粘聚裂纹模型预测了在不同温度下PBX-M的拉伸强度。在细观尺度上对PBX的力学行为及变形破坏过程进行了模拟研究。采用零厚度的粘结单元作为模拟裂纹单元,通过自编程序嵌入到实体单元的边界上,建立基于真实PBX细观结构的有限元模型,研究PBX炸药在拉伸压缩以及含初始损伤条件下的力学特性和破坏模式。考察初始损伤对PBX力学性能的影响,发现PBX拉伸/压缩模量以及抗拉/压能力降低;在受拉时颗粒表面微裂纹张开并扩展,解释了在室温破坏中出现穿晶断裂的主要原因;在压缩过程中,预制裂纹的闭合导致应力集中,使得周围颗粒破碎,抗压强度降低,且塑性变形能力减弱。此外,模拟了应变率及材料模量对PBX炸药力学性能的影响。
汪洋[8]（2017）在《紫外老化对导电塑料压阻效应演化规律的影响研究》文中研究说明制约导电高聚物复合材料长期应用的主要瓶颈之一在于材料的老化。老化既影响材料的导电性能,又影响其压阻效应。影响机制包括老化过程中导电夹杂与基体变形的不协调形成的损伤,以及高分子链的交联与断裂,两者都会对导电夹杂之间的势垒产生影响。近20年来得物理老化对导电性能的影响到了比较充分研究,而对于在玻璃化转变温度以上,以及光辐射条件下服役的材料,其老化以化学老化为主。目前既缺少老化对材料导电性能的影响研究,更缺少老化损伤和分子链降解与交联对高聚物力学性能的影响研究,因而对化学老化对压阻效应的影响的研究十分匮乏。本文利用了不锈钢短纤维（SSFs）填充聚丙烯（PP）的新型导电高聚物复合材料作为研究对象,研究紫外老化对其压阻效应演化规律的影响研究。本文第一章对复合型导电高聚物压阻效应和高聚物老化两方面的研究进展进行了综述。第二章对紫外灯耐气候试验老化箱进行改造,使其能够同时进行湿热老化和紫外老化实验。第三章,为了测定材料的初始导电性和初始力学性能,开展了在不同的蠕变荷载一次性加载和逐级增量加载下材料的蠕变行为研究。在一次性加载蠕变实验中,发现了在对数坐标系下材料的延迟时间与蠕变载荷之间存在线性关系,从而得到了延迟时间与蠕变载荷之间的幂律关系。进一步的分析指出,蠕变载荷提升导致延迟时间增加的机理主要由材料体系的损伤所诱发。对于逐级增量加载蠕变实验研究结果表明:在低应力水平下,材料的延迟时间越高,隧穿势垒越低,发现了隧穿势垒与延迟时间之间同样具有幂率关系。导致应力水平提高,延迟时间变长和势垒变低的主要原因是由于损伤演化。第四章,通过对不同老化时期的导电塑料试样分别进行准静态一维压缩-恢复实验、循环加载实验研究,定量分析紫外老化和湿热老化对导电塑料的力学行为和导电性能的影响。实验结果表明,导电高聚物的势垒和能量耗散随老化时间是线性减小的。材料的势垒随老化时间减小是由两种机制引起的。一是基体中高分子链的断裂使势垒弱化导致电阻率减小。二是由损伤引起势垒高度增加使电阻率增大。二者共存相互竞争,并且在老化对导电高聚物的势垒的影响中前者占主导因素。第五章,对全文工作进行总结和展望。
崔昭[9]（2016）在《钢-PVA混杂纤维混凝土动态本构模型及其有限元分析》文中研究指明钢-PVA混杂纤维混凝土（Steel and PVA Hybrid Fiber Concrete,简称S-PHFC）可以阻止混凝土内部初始微裂纹的发展,控制宏观裂缝的开展速度,提高其强度、抗冲击性和抗裂性能、韧性等。在一些易受冲击、爆炸等动力荷载作用的工程领域,混杂纤维混凝土的力学性能发挥得更加显着,具有广阔的应用前景。由于钢纤维和PVA纤维在混凝土中乱向分布,因此S-PHFC是一种性能极为复杂的材料,对它的力学性能的研究至今尚未完善,其在动力荷载下的本构研究更少。本文首先对国内外关于混杂纤维混凝土的发展历程、本构研究和数值模拟现状进行简要的综述,阐述了六种常用的混凝土类材料的动态本构模型,并对每个本构模型作了详细分析。HJC模型是应用比较多且研究相对来说比较成熟的混凝土动态本构模型,但是原始的HJC本构模型并不适用含有一定体积分数的钢纤维和PVA纤维的混杂纤维混凝土,于是基于课题组钢-PVA混杂纤维混凝土冲击压缩实验,考虑纤维的增强作用和应变率效应,本文提出改进HJC动态本构模型,利用有限元软件LS-DYNA进行数值拟合,得到了以下成果:（1）阐述了钢纤维和PVA纤维对混杂纤维混凝土的增强、阻裂和增韧作用基本原理,考虑两种纤维的共同作用,结合SHPB实验数据,得出了不同纤维含量和不同应变率下的纤维增强因子、增韧增益指标和应变率增长因子公式。（2）钢-PVA混杂纤维混凝土同混凝土一样都具有应变率敏感性,且动态增强系数与对数应变率呈双折线关系。当对数应变率低于某个值时,动态增强系数DIF基本维持不变,但当对数应变率超过该阀值时,DIF随对数应变率增大而增大,并拟合出了此阶段的公式。（3）对钢-PVA混杂纤维混凝土的损伤因子进行了讨论,并拟合出计算损伤因子的方法。（4）考虑钢-PVA纤维的增强作用和应变率效应,提出了改进的HJC动态本构模型,为材料的数值模拟奠定基础。（5）实现了钢-PVA混杂纤维混凝土冲击响应的有限元数值模拟,模拟结果与实验结果吻合度高,说明数值模拟是可靠的,本文改进的HJC动态本构是适于本实验的。
张明华[10]（2014）在《导电夹杂填充高聚物材料力学-电学关联关系研究》文中认为研究导电高聚物复合材料的力学与电学性能的关联关系，能更深入了解材料的导电机理以及载荷作用下的导电性能的变化规律，为导电高分子的应用提供合理、可靠的依据。本论文开展了如下的研究工作：首先，为研究复合材料在载荷作用下变形过程中由于导电短纤维与高聚物基体脱粘而产生的损伤对电学性能的影响，以及由于载荷作用而导致填料间距缩小引起电学性能变化的机理，本文采用细观力学的方法，从能量守恒原理出发，根据Eshelby等效夹杂理论，研究了基于内聚力模型线性粘弹性基体材料内单根纤维以及单个球形粒子在横向载荷作用下的界面强度模型，导出了界面脱粘临界应力，即界面强度的表达式。其次，对不锈钢短纤维/碳纳米管/聚酰胺（SSFs/CNTs/PA6）导电复合材料体系载荷作用下导电性能的变化开展了实验研究。由于高聚物的粘性效应，使得其具有明显的率敏感特性。该率敏感性将明显影响材料的导电性能。本文探索了应变率对材料压阻性能的影响规律，并建议了一个应变率耦合的SSF/CNTs/PA6复合材料体系的应变－电阻效应的理论模型。研究结果表明，载荷作用下复合材料电阻率变化由两种竞争机制所决定。一种机制是：在载荷作用下引起导电填料之间间隙宽度的减小从而引起电阻率减小；另一种机制是：由材料内部的微损伤演化而引起势垒高度增加而导致电阻率增大。第三，本论文实验研究了导电短纤维含量对导电性的影响，不锈钢短纤维含量为0%、2%、4%、6%、8%、10%和12%，碳纳米管含量为0%、1%、3%和5%，研究结果表明高聚物导电率与填料含量呈三阶段变化特征，确定了所研究导电高聚物的渗滤阈值。第四，研究了该体系导电高聚物热学性能。通过动态力学分析（DMA）研究了不同纤维质量分数复合材料的储能模量和损耗因子随温度的变化，讨论了材料粘性对实验结果的影响，采用热重分析（TGA）方法研究了复合材料体系的热分解过程。为研究材料的结晶过程并分析导电填料对结晶度、熔化和结晶温度的影响，进行了差示扫描量热计（DSC）分析。第五，研究了SSFs/CNTs/PA6体系的介电性能。材料体系在外电场作用下会发生极化，而极化率与频率有关。因此，研究了介电常数和介电损耗随电场频率变化的特性，讨论了填料含量对介电常数和介电损耗的影响。最后，对全文的工作及其意义进行了总结。对研究的创新点进行了归纳，对未来需要进一步开展的研究进行了展望。
二、基于损伤演化的共混/填充高聚物体系本构关系研究进展（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、基于损伤演化的共混/填充高聚物体系本构关系研究进展（论文提纲范文）
（1）颗粒改性PVDF基复合材料的力学性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 概述 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 PVDF材料的研究 |
| 1.2.2 PVDF基复合材料的电学性能研究 |
| 1.2.3 PVDF基复合材料的渗透及过滤性能研究 |
| 1.2.4 PVDF基复合材料的力学性能研究 |
| 1.2.5 PVDF基复合材料的制备工艺 |
| 1.2.6 PVDF基复合材料数值模拟研究 |
| 1.3 本文研究意义及主要研究内容 |
| 1.3.1 本文的研究意义 |
| 1.3.2 本文主要研究内容 |
| 1.3.3 论文技术路线 |
| 第2章 溶液浇铸法制备SiO_2/PVDF复合材料的力学性能测试 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 SiO_2/PVDF复合材料的制备 |
| 2.2.1 材料的选择 |
| 2.2.2 复合材料膜的制备 |
| 2.2.3 复合材料的力学测试及表征设备 |
| 2.3 SiO_2/PVDF复合材料的力学性能测试 |
| 2.3.1 单轴拉伸试验 |
| 2.3.2 单边缺口拉伸试验 |
| 2.3.3 循环载荷试验 |
| 2.3.4 断裂韧性 |
| 2.3.5 纳米压痕硬度测试 |
| 2.4 SiO_2/PVDF复合材料的微观结构表征 |
| 2.4.1 SEM和EDS分析 |
| 2.4.2 孔隙率测量 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 热压法制备SiO_2/PVDF复合材料的力学性能测试 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 SiO_2/PVDF复合材料的制备 |
| 3.3 SiO_2/PVDF复合材料的力学性能测试 |
| 3.3.1 单轴拉伸试验 |
| 3.3.2 循环载荷试验 |
| 3.3.3 耐磨性能测试 |
| 3.4 SiO_2/PVDF复合材料的微观结构表征 |
| 3.4.1 SEM和EDS分析 |
| 3.4.2 XRD分析 |
| 3.4.3 TG- DTG热分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 改性SiO_2/PVDF复合材料的力、电、热性能分析 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 CB/SiO_2/PVDF复合材料的力学性能分析及表征 |
| 4.2.1 单轴拉伸力学性能分析 |
| 4.2.2 CB和SiO_2对复合材料拉伸性能的影响 |
| 4.2.3 复合材料的微观结构表征 |
| 4.3 CB/PVDF复合材料的力电性能分析 |
| 4.3.1 CB对PVDF复合材料电学参数的影响 |
| 4.3.2 电场对CB/PVDF复合材料力学性能的影响 |
| 4.4 PP/SiO_2/PVDF复合材料的力热性能分析 |
| 4.4.1 单轴拉伸力学性能分析 |
| 4.4.2 温度对PP/SiO_2/PVDF复合材料力学性能的影响 |
| 4.4.3 热稳定性及TG- DTG分析 |
| 4.5 PP/SiO_2/PVDF复合材料的微观结构表征 |
| 4.5.1 SEM和EDS分析 |
| 4.5.2 XRD分析 |
| 4.6 本章小结 |
| 第5章 PVDF基复合材料损伤断裂的数值模拟 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 有限元数值模拟模型 |
| 5.2.1 ABAQUS建模 |
| 5.2.2 内聚力模型和弹塑性模型 |
| 5.3 边界条件对模型力学性能的影响 |
| 5.3.1 不同边界条件的有限元模型 |
| 5.3.2 不同边界条件下模型的损伤特性 |
| 5.4 缺口大小对模型力学性能的影响 |
| 5.4.1 不同缺口大小的有限元模型 |
| 5.4.2 不同缺口大小条件下模型的损伤特性 |
| 5.5 缺口型式对模型力学性能的影响 |
| 5.5.1 不同缺口型式的有限元模型 |
| 5.5.2 不同缺口型式条件下模型的损伤特性 |
| 5.6 本章小结 |
| 第6章 SiO_2与PVDF颗粒之间的相互作用力模型 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 颗粒之间的相互作用力模型 |
| 6.2.1 相互作用力的定义与多颗粒物理模型 |
| 6.2.2 颗粒间存在的几种典型力F(r) |
| 6.2.3 SiO_2颗粒的分布规律 |
| 6.2.4 等效弹性模量计算 |
| 6.3 SiO_2/PVDF颗粒增强复合材料的数值模拟 |
| 6.3.1 SiO_2含量对复合材料单轴拉伸力学的影响 |
| 6.3.2 颗粒间距对复合材料单轴拉伸力学性能的影响 |
| 6.3.3 颗粒增强复合材料的断裂损伤机理分析 |
| 6.4 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间发表的论文和取得的科研成果 |
| 致谢 |
（3）复合固体推进剂基体/填料界面研究现状（论文提纲范文）
| 1 固体推进剂基体/填料界面表征方法 |
| 1.1 红外光谱法 |
| 1.2 显微镜法 |
| 1.3 X射线光电子能谱 |
| 1.4 接触角法 |
| 2 固体推进剂基体/填料界面测试方法 |
| 2.1 拉伸试验法 |
| 2.2 动态力学性能试验法 |
| 3 界面作用理论 |
| 3.1 润湿吸附理论 |
| 3.2 化学键理论 |
| 3.3 酸碱作用理论 |
| 4 结语 |
（4）HTPB黏弹性微裂纹偏折扩展损伤本构模型（论文提纲范文）
| 1 宏观黏弹性损伤本构方程 |
| 2 损伤映射张量和损伤内变量 |
| 3 黏弹性裂纹扩展演化 |
| 3.1 能量扩展准则 |
| 3.2 裂纹偏折 |
| 3.3 等效裂纹 |
| 3.4 扩展速率方程 |
| 4 模型验证 |
| 5 结论 |
（5）高聚物粘结炸药（PBX）的细观力学行为模拟研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 PBX力学行为的数值模拟 |
| 1.2.2 PBX颗粒与基体的本构模型 |
| 1.2.3 PBX颗粒界面本构模型 |
| 1.3 本文的主要研究内容 |
| 2 多种覆盖相耦合的数值流形法（NMM） |
| 2.1 引言 |
| 2.2 NMM方法 |
| 2.2.1 基本理论 |
| 2.2.2 开裂破坏模拟 |
| 2.3 NMM中的独立覆盖方法 |
| 2.4 多种覆盖方式相耦合的应用 |
| 2.4.1 混凝土细观模型的单轴拉压模拟 |
| 2.4.2 复杂岩质边坡的失稳破坏模拟 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 PBX基体及界面本构模型的NMM实现与验证 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 ZWT本构模型 |
| 3.2.1 模型的二维推导 |
| 3.2.2 模型的NMM实现 |
| 3.2.3 模型验证 |
| 3.3 Prony级数粘弹性本构模型 |
| 3.3.1 模型的二维推导 |
| 3.3.2 模型的NMM实现 |
| 3.3.3 模型验证 |
| 3.4 界面双线性本构模型 |
| 3.4.1 模型的推导与实现 |
| 3.4.2 模型验证 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 PBX细观力学行为模拟研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 PBX细观模型的建立 |
| 4.2.1 手动描绘建立PBX细观结构模型 |
| 4.2.2 采用随机方法建立PBX细观结构模型 |
| 4.3 PBX细观力学行为模拟与分析 |
| 4.3.1 采用手动描绘模型模拟分析PBX的细观变形破坏过程 |
| 4.3.2 采用随机模型模拟分析PBX的宏观等效模量 |
| 4.4 本章小结 |
| 结论与展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士期间的学术论文及研究成果 |
（6）复合固体推进剂黏弹性微裂纹损伤本构模型（论文提纲范文）
| 1 代表性单元与损伤曲线 |
| 2 黏弹性损伤本构方程 |
| 3 细观损伤演化模型 |
| 3.1 损伤内变量 |
| 3.2 损伤映射张量 |
| 3.3 黏弹性微裂纹扩展模型 |
| 4 参数研究 |
| 5 模型验证 |
| 6 结论 |
（7）高聚物粘结炸药力学行为的实验研究和数值模拟（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 PBX炸药的力学性能实验研究进展 |
| 1.2.1 PBX炸药宏观力学实验的研究进展 |
| 1.2.2 PBX炸药细观力学实验的研究进展 |
| 1.2.3 温度对PBX炸药力学性能影响的实验研究 |
| 1.3 PBX炸药力学行为数值模拟研究进展 |
| 1.3.1 PBX炸药本构及宏观数值模拟研究进展 |
| 1.3.2 PBX炸药细观数值模拟的研究进展 |
| 1.4 本论文主要工作 |
| 第二章 PBX炸药力学性能测试的实验方法和原理介绍 |
| 2.1 概述 |
| 2.2 实验材料及其制备 |
| 2.3 主要实验方法 |
| 2.3.1 巴西实验 |
| 2.3.2 平台巴西实验 |
| 2.3.3 半圆盘弯曲实验 |
| 2.3.4 单轴压缩实验 |
| 2.3.5 单轴拉伸实验 |
| 2.4 数字图像相关方法 |
| 2.4.1 DIC方法匹配原理 |
| 2.4.2 DIC测量系统的搭建 |
| 2.4.3 三维数字图像相关方法 |
| 2.4.4 图像处理软件及分析流程 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 不同温度条件下PBX模拟材料准静态力学性能实验研究 |
| 3.1 概述 |
| 3.2 本章主要研究内容 |
| 3.3 不同温度下PBX模拟材料拉伸性能测试 |
| 3.3.1 实验方法 |
| 3.3.2 巴西实验 |
| 3.3.3 平台巴西实验及断裂韧性测量 |
| 3.3.4 断口形貌 |
| 3.4 PBX模拟材料的压缩性能实验 |
| 3.4.1 不同长径比的单轴压缩实验 |
| 3.4.2 温度条件下单轴压缩实验 |
| 3.5 界面脱粘实验 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 不同温度条件下的两种炸药材料准静态力学性能实验研究 |
| 4.1 概述 |
| 4.2 本章主要研究内容 |
| 4.3 不同温度下两种炸药材料的拉伸性能分析 |
| 4.3.1 实验分析 |
| 4.3.2 宏观变形场分析 |
| 4.3.3 拉伸载荷下破坏模式分析 |
| 4.4 不同温度下两种炸药材料的压缩性能分析 |
| 4.4.1 实验结果 |
| 4.4.2 拉压性能对比 |
| 4.4.3 宏观变形场分析 |
| 4.4.4 单轴压缩损伤本构关系 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 PBX材料宏观力学行为数值模拟 |
| 5.1 概述 |
| 5.2 本章主要研究内容 |
| 5.3 粘聚裂纹模型基本理论 |
| 5.4 嵌入式粘聚裂纹模型 |
| 5.4.1 强间断理论 |
| 5.4.2 粘聚应力与软化曲线 |
| 5.4.3 基本方程 |
| 5.4.4 起裂判据 |
| 5.4.5 裂纹调整技术 |
| 5.5 ECCM模型数值实现 |
| 5.5.1 用户材料子程序编译实现 |
| 5.5.2 软化曲线函数 |
| 5.5.3 Newton-Raphson迭代法求解过程 |
| 5.6 数值模拟验证 |
| 5.6.1 单胞模型验证 |
| 5.6.2 单轴拉伸实验 |
| 5.6.3 三点弯实验模拟 |
| 5.7 PBX半圆盘弯曲实验数值模拟分析 |
| 5.7.1半圆盘弯曲实验 |
| 5.7.2 嵌入式粘聚裂纹模型预测 |
| 5.7.3 临界距离理论预测 |
| 5.7.4 数值模拟预测结果对比 |
| 5.8 PBX巴西实验数值模拟 |
| 5.8.1 威布尔随机分布 |
| 5.8.2 模型建立及材料参数确定 |
| 5.8.3 数值模拟结果 |
| 5.8.4 几种方法测得拉伸强度的相关性研究 |
| 5.9 本章小结 |
| 第六章 PBX炸药力学行为的细观数值模拟 |
| 6.1 概述 |
| 6.2 本章主要研究内容 |
| 6.3 细观模型建立 |
| 6.3.1 粘结单元 |
| 6.3.2 模型建立 |
| 6.3.3 材料参数 |
| 6.3.4 边界条件 |
| 6.4 细观数值模拟结果分析 |
| 6.4.1 单轴拉伸条件下的力学行为分析 |
| 6.4.2 单轴压缩条件下的力学行为分析 |
| 6.4.3 含预制损伤的拉伸/压缩破坏模拟 |
| 6.4.4 应变率及材料参数对PBX压缩力学性能影响 |
| 6.5 本章小结 |
| 结论 |
| 本文的主要结论 |
| 未来工作计划 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间发表论文与研究成果清单 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
（8）紫外老化对导电塑料压阻效应演化规律的影响研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 复合型导电高聚物的压阻效应的研究 |
| 1.2.2 复合型导电高聚物的材料体系的研究 |
| 1.2.3 导电高聚物的压阻效应的应用 |
| 1.2.4 高聚物老化的机理研究 |
| 1.2.5 高聚物老化对其力学性能的影响研究 |
| 1.2.6 高聚物老化本构关系研究 |
| 1.3 本文主要研究内容 |
| 2 导电塑料的电学试验电路及老化试验的设计 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 导电高聚物实验试样的制备 |
| 2.3 高聚物的紫外和湿热老化试验 |
| 2.4 导电高聚物的力学和电学实验设计 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 未老化时期导电高聚物的力学性能和压阻性能实验研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 蠕变条件下刚性夹杂填充高聚物材料的延迟时间-蠕变荷载幂率关系研究 |
| 3.2.1 实验部分 |
| 3.2.2 结果分析 |
| 3.2.3 讨论 |
| 3.3 蠕变条件下导电高聚物材料延迟时间相关的电阻率发展模型研究 |
| 3.3.1 逐级增量加载蠕变力学性能实验研究 |
| 3.3.2 逐级增量加载蠕变电学性能实验研究 |
| 3.3.3 蠕变条件下电阻率模型 |
| 3.3.4 讨论 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 不同老化时期的导电高聚物的力学性能和压阻性能实验研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 不同老化时期导电高聚物的一维压缩与恢复实验研究 |
| 4.2.1 不同老化时期导电高聚物的一维压缩与恢复实验研究 |
| 4.2.2 结果分析与讨论 |
| 4.3 不同老化时期导电高聚物的循环加载实验研究 |
| 4.3.1 实验部分 |
| 4.3.2 实验分析与讨论 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 全文总结与展望 |
| 5.1 全文总结 |
| 5.2 工作展望 |
| 参考文献 |
| 附录A 计算一维加载-恢复实验中材料能量耗散的Matlab程序 |
| 在学研究成果 |
| 致谢 |
（9）钢-PVA混杂纤维混凝土动态本构模型及其有限元分析（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 论文背景 |
| 1.2 混杂纤维混凝土的研究现状 |
| 1.2.1 钢纤维混凝土研究现状 |
| 1.2.2 PVA纤维混凝土研究现状 |
| 1.2.3 混杂纤维混凝土的研究现状 |
| 1.3 混杂纤维混凝土本构模型研究现状 |
| 1.4 混杂纤维混凝土的数值模拟现状 |
| 1.5 本文工作和方法 |
| 1.6 本章小结 |
| 第二章 常用的动态本构模型 |
| 2.1 由静力建立的动态本构模型 |
| 2.2 粘塑性动态本构模型 |
| 2.3 TCK动态本构模型 |
| 2.4 ZWT动态本构模型 |
| 2.5 伪张量地质动态本构模型 |
| 2.6 HJC动态本构模型 |
| 2.7 各种动态本构模型的分析 |
| 2.8 本章小结 |
| 第三章 钢-PVA混杂纤维混凝土改进的HJC动态本构模型 |
| 3.1 SHPB动态压缩实验 |
| 3.1.1 SHPB实验假定和原理 |
| 3.1.2 纤维材料性能和试件 |
| 3.2 钢-PVA混杂纤维的增强、阻裂、增韧效应 |
| 3.2.1 钢-PVA混杂纤维的增强作用 |
| 3.2.1.1 纤维的增强基本原理 |
| 3.2.1.2 钢纤维和PVA纤维的增强效应 |
| 3.2.2 钢-PVA混杂纤维的阻裂作用 |
| 3.2.2.1 纤维的阻裂基本原理 |
| 3.2.2.2 钢纤维和PVA纤维的阻裂作用 |
| 3.2.3 钢-PVA混杂纤维的增韧作用 |
| 3.2.3.1 钢-PVA混杂纤维混凝土的韧度计算方法 |
| 3.2.3.2 钢-PVA混杂纤维混凝土的韧度计算 |
| 3.3 钢-PVA混杂纤维混凝土的应变率效应 |
| 3.3.1 钢-PVA混杂纤维混凝土的冲击压缩强度 |
| 3.3.2 钢-PVA混杂纤维混凝土的冲击韧度 |
| 3.4 钢-PVA混杂纤维混凝土改进的HJC本构模型 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 钢-PVA混杂纤维混凝土的动态有限元分析 |
| 4.1 有限元分析软件LS-DYNA |
| 4.1.1 LS-DYNA发展历程 |
| 4.1.2 LS-DYNA的算法基本原理 |
| 4.1.2.1 基本控制方程 |
| 4.1.2.2 空间有限元的离散化 |
| 4.1.2.3 简化积分单元与沙漏控制 |
| 4.1.2.4 时间积分和时间步长控制 |
| 4.2 钢-PVA混杂纤维混凝土有限元模型 |
| 4.2.1 单元类型与参数选择 |
| 4.2.2 有限元材料模型及建模 |
| 4.2.3 有限元网格划分 |
| 4.2.4 有限元模型的接触定义 |
| 4.3 数值模拟结果与分析 |
| 4.3.1 网格精度分析 |
| 4.3.2 数值模拟 |
| 4.4 本章小结 |
| 结论与展望 |
| 本文的结论 |
| 本文创新点 |
| 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间取得的研究成果 |
| 致谢 |
| Ⅳ－2答辩委员会对论文的评定意见 |
（10）导电夹杂填充高聚物材料力学-电学关联关系研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 引言 |
| 1 研究背景及课题提出 |
| 1.1 导电高分子材料 |
| 1.1.1 结构型导电高分子材料 |
| 1.1.2 复合型导电高分子材料 |
| 1.2 复合型导电高分子的压阻性能 |
| 1.3 复合型导电高分子的介电性能 |
| 1.3.1 极化现象 |
| 1.3.2 介电性能表征参数 |
| 1.4 复合型导电高分子电学模型与力学模型类比 |
| 1.5 PTC 与 NTC 效应机理 |
| 1.6 复合型导电高分子应用现状 |
| 1.7 研究目的和研究意义及主要研究内容 |
| 1.7.1 选题目的及意义 |
| 1.7.2 研究内容 |
| 2 基于内聚力模型的导电夹杂/高聚物基体界面强度分析 |
| 2.1 基于内聚力模型的导电纤维/高聚物基体界面强度分析 |
| 2.1.1 实验研究 |
| 2.1.2 界面脱粘的能量分析 |
| 2.1.3 界面脱粘前后应力应变分析 |
| 2.1.4 . 数值计算及讨论 |
| 2.2 球对称荷载作用下导电球形夹杂/高聚物基体界面强度分析 |
| 2.2.1 . 界面脱粘前后的应力应变分析 |
| 2.2.2 界面脱粘的能量分分析 |
| 2.2.3 界面脱粘强度的计算 |
| 2.2.4 数值结果及讨论 |
| 2.3 本章小结 |
| 3 导电高聚物的压阻现象的应变率效应研究 |
| 3.1 实验 |
| 3.1.1 实验材料 |
| 3.1.2 实验仪器 |
| 3.1.3 微观观察 |
| 3.1.4 实验过程 |
| 3.2 实验结果与讨论 |
| 3.2.1 微观形貌特征 |
| 3.2.2 应力应变关系 |
| 3.2.3 应力-电阻率关系曲线 |
| 3.3 压缩过程电阻率变化的模型建立 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 导电高聚物电学和热学性能研究 |
| 4.1 复合材料电学和热学性能与机理 |
| 4.1.1 高聚物复合材料的热分析 |
| 4.1.2 温度场对电性能影响 |
| 4.2 实验研究 |
| 4.2.1 材料和试样准备 |
| 4.2.2 微观观察 |
| 4.2.3 实验方法 |
| 4.3 实验结果与讨论 |
| 4.3.1 微观形貌分析 |
| 4.3.2 电学性能 |
| 4.3.3 动力学分析 |
| 4.3.4 热重分析 |
| 4.3.5 差热分析 |
| 4.3.6 温度电阻关系 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 导电高聚物介电性质研究 |
| 5.1 实验 |
| 5.1.1 实验材料 |
| 5.1.2 实验过程 |
| 5.2 实验结果与分析 |
| 5.2.1 频率对复合材料介电常数的影响 |
| 5.2.2 频率对复合材料介电损耗的影响 |
| 5.2.3 电阻与交流频率变化关系 |
| 5.2.4 阻抗与交流频率关系 |
| 5.3 本章小结 |
| 6 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 在学研究成果 |
| 致谢 |
四、基于损伤演化的共混/填充高聚物体系本构关系研究进展（论文参考文献）
- [1]颗粒改性PVDF基复合材料的力学性能研究[D]. 孔方昀. 哈尔滨工程大学, 2021
- [2]基于热力学的HTPB/AP复合底排药损伤本构模型及损伤差异分析[J]. 武智慧,牛公杰,钱建平,刘荣忠. 航空学报, 2021(03)
- [3]复合固体推进剂基体/填料界面研究现状[J]. 孟胜皓,俞卫博,刘宏波,李晨,杜仕国. 化工新型材料, 2019(01)
- [4]HTPB黏弹性微裂纹偏折扩展损伤本构模型[J]. 顾志旭,郑坚,彭威,支建庄. 航空学报, 2018(09)
- [5]高聚物粘结炸药（PBX）的细观力学行为模拟研究[D]. 武鑫. 西南科技大学, 2018(08)
- [6]复合固体推进剂黏弹性微裂纹损伤本构模型[J]. 顾志旭,郑坚,彭威,支建庄. 复合材料学报, 2018(05)
- [7]高聚物粘结炸药力学行为的实验研究和数值模拟[D]. 刘龑龙. 北京理工大学, 2017
- [8]紫外老化对导电塑料压阻效应演化规律的影响研究[D]. 汪洋. 宁波大学, 2017(02)
- [9]钢-PVA混杂纤维混凝土动态本构模型及其有限元分析[D]. 崔昭. 华南理工大学, 2016(02)
- [10]导电夹杂填充高聚物材料力学-电学关联关系研究[D]. 张明华. 宁波大学, 2014(03)