膠結型顆粒復合材料的粘彈性能.pdf

1、膠結型復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短，協(xié)同工作，使復合材料有了更為優(yōu)秀的力學性能，并且具有廉價易得的特性，在現實的各個行業(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型復合材料為例進行分析。它的粘彈性主要體現在松弛、蠕變、應變率敏感、阻尼四個方面。
　　首先從宏觀層面上考慮，對這種材料的松弛和蠕變性能進行研究。通過壓應變條

2、件下的松弛實驗測定整體材料的松弛特性，將其簡化成三參數固體模型進行分析，推導得到松弛模量和蠕變柔量，并結合有限元軟件，對整體宏觀材料的蠕變過程進行了仿真分析。再從微觀角度，以壓應變條件下的松弛實驗得到基體材料的粘彈性能為基礎，依托組合球理論，對單個組合球單元的粘彈性性能進行分析得到了其松弛模量，并與宏觀材料松弛實驗的結果做了對照。
　　對于此種材料的應變率敏感性性能，主要是從實體材料的實驗出發(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，并結合應變率敏感的計算公式分析，得到了這種材料應變敏感性的客觀規(guī)律。
　　對于此種材料的阻尼特性，采用實驗測定基本參數和ANSYS仿真相結合的方法分析。首先通過熱態(tài)動分析實驗，在一定溫度域內，對多個頻率點進行掃頻，測定環(huán)氧樹脂基體材料的損耗因子，進而把實驗測得的基體材料的損耗因子放入組合球單元中進行仿真模擬，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絡模型，從而計算得到宏觀材料的阻尼