納米無機粒子填充PA66-Al層合板的界面粘彈斷裂研究.pdf

1、尼龍(PA)66/Al雙層鋁塑復(fù)合板是近年研發(fā)的新型建材，該材料雖具有耐磨、耐酸堿和耐老化等優(yōu)點，但由于酰胺極性基團的存在，聚合物易吸水變形，其應(yīng)用受到極大的限制。而納米顆粒因具獨特的小尺寸效應(yīng)、表面與界面效應(yīng)和宏觀量子隧道效應(yīng)使其能對聚酰胺進行分子改性，從而改變熱塑性聚合物PA66的粘彈力學(xué)行為和熔融粘接性能，為此采用無機納米粒子填充PA66獲得力學(xué)性能優(yōu)良、尺寸穩(wěn)定性佳的鋁塑復(fù)合材料是當(dāng)今建材領(lǐng)域的研究熱點之一。為了分析納米粒子的粒

2、徑、形態(tài)和化學(xué)組分對PA66/Al界面抗裂性能的影響，本文提出了一種雙層粘彈材料界面粘彈斷裂特性的半解析、半數(shù)值方法，主要工作與結(jié)果如下： 1．從裂紋體熱力學(xué)平衡方程出發(fā)，利用彈性一粘彈性對應(yīng)原理和Laplace變換，給出了準(zhǔn)靜態(tài)雙材料雙懸臂梁(DM-DCB)的應(yīng)變能釋放率(G)的通用表達式。 2．采用工程中常用的兩種線粘彈性模型分別對上述應(yīng)變能釋放率的一般解析表達式進行求解。當(dāng)粘彈性材料滿足三參量固體模型時，可以得到能

3、量釋放率的顯式表達式；當(dāng)粘彈性材料滿足廣義Maxwell模型時，利用FT(fixed Talbot)方法可以得到能量釋放率的數(shù)值解，即僅需要對粘彈性材料進行簡單的一維蠕變試驗就可以預(yù)測含界面裂紋的雙材料雙懸臂梁結(jié)構(gòu)的粘彈斷裂特性。 3．利用ANSYS軟件，應(yīng)用虛擬裂紋閉合技術(shù)(CVVC)和Grimth勢能法對得出的解析表達式和數(shù)值解進行了驗證，結(jié)果具有很好的一致性。 4．根據(jù)DM-DCB能量釋放率的半解析半數(shù)值分析方法，