顆粒改性環(huán)氧樹脂復合材料拉伸及疲勞性能數(shù)值分析.pdf

1、隨著科學技術(shù)的進步，環(huán)氧樹脂作為最常用的聚合物基體之一，以其自身無定形、高度交聯(lián)等特點表現(xiàn)出了諸多優(yōu)異的力學性能，使得聚合物基復合材料在土工程領(lǐng)域得到了快速發(fā)展，如改性高分子防水卷材、改性環(huán)氧樹脂涂料等。但環(huán)氧樹脂也因脆性大、抵抗裂紋萌生與增長能力差等問題而在實際應用中受到一定的限制，尤其在疲勞載荷作用下，材料更易在應力遠低于極限強度前發(fā)生破壞。
　　本文首先基于蒙特卡羅（Monte-Carlo）法，通過 Python接口語言編寫

2、了顆粒自動生成隨機分布程序，供 ABAQUS有限元分析軟件調(diào)用，生成二維代表體積單元（RVE）模型，采用內(nèi)聚力單元模擬弱界面影響，分別對單軸拉伸載荷作用下的納米SiO2、TiO2及亞微米橡膠（LR）三種顆粒改性的環(huán)氧樹脂復合材料進行了模擬，與相關(guān)文獻中試驗研究結(jié)果對比，驗證模型的有效性，在此基礎(chǔ)上，從顆粒含量、粒徑大小兩方面對環(huán)氧樹脂的拉伸性能影響進行了詳細的研究分析。其次，鑒于單相顆粒改性環(huán)氧樹脂復合材料在個別方面表現(xiàn)的不足，從楊氏模

3、量、拉伸強度及斷裂延伸率三項力學指標入手，對“SiO2+TiO2”、“SiO2+LR”、“TiO2+LR”三種兩相顆粒改性環(huán)氧樹脂復合材料進行了預測分析，并同單相顆粒改性情況比較得出其優(yōu)勢。最后，在正弦波循環(huán)疲勞載荷作用下，應用疲勞損傷累積理論的修正Miner法則，對“SiO2+LR”、“TiO2+LR”兩相顆粒改性環(huán)氧樹脂復合材料在高、低疲勞應力作用下，顆粒復配含量比例及粒徑配比對其疲勞性能影響進行了研究分析，從中找出了復合材料疲勞壽